第9章 微练44 库仑定律 电场力的性质(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习(粤教版)
2025-10-13
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习资料聚焦库仑定律、电场力性质核心考点,按电荷守恒、电场强度、电场力与力学综合的逻辑架构知识点,通过考点梳理、真题训练(含2024新课标卷)、受力分析及图像分析等方法指导,帮助学生构建电场问题解题框架,体现复习的系统性和针对性。
资料以真题导向和分层训练为特色,如第3题通过两带电小球平衡问题培养科学推理能力,第5题结合v-t图像分析电场强度变化渗透科学思维,设置单选、多选、计算分层练习,助力学生高效突破考点,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
微练44 库仑定律 电场力的性质
一、选择题(1~7题为单项选择题,8~9题为多项选择题)
1.如图所示,金属导体A、B紧靠在一起,带正电的小球C靠近导体A的左端,A带上了-1.0×10-8 C的电荷。下列说法正确的是(D)
A.电子由A转移到B
B.正电荷由A转移到B
C.导体A得到的电子数是108个
D.导体B失去的电子数是6.25×1010个
解析 金属导体中的自由电荷为自由电子,带正电的小球C靠近导体A的左端,A带上了-1.0×10-8 C的电荷,则电子由B转移到A,A、B两项错误;导体A得到电子,导体B失去电子,电子数n==个=6.25×1010个,C项错误,D项正确。
2.(2025·潮州模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,固定有电荷量分别为+2Q和-Q的点电荷A、B,间距为L。在A、B延长线上距离B为L的位置,自由释放另一电荷量为+q的点电荷C,释放瞬间加速度为a1;将A、B接触静电平衡后放回原处,再从相同位置自由释放C,释放瞬间加速度为a2。则(C)
A.a1、a2的方向均水平向右
B.a1、a2的方向均水平向左
C.a1与a2大小之比等于
D.a1与a2大小之比等于
解析 在A、B接触前,由于B、C的吸引力大于A、C的排斥力,所以a1的方向水平向左,根据库仑定律和牛顿第二定律可得k-k=ma1,在A、B接触后,点电荷A、B的电荷量先中和再平分后,二者所带电荷量均为+0.5Q,由于A、B都带正电,所以C受到的都是排斥力,则a2的方向水平向右,根据库仑定律和牛顿第二定律可得k+k=ma2,联立两式可得,a1与a2大小之比为=,C项正确。
3.(2024·新课标卷)如图,两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点,下端分别系有均带正电荷的小球P、Q;小球处在某一方向水平向右的匀强电场中,平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则(B)
A.两绳中的张力大小一定相等
B.P的质量一定大于Q的质量
C.P的电荷量一定小于Q的电荷量
D.P的电荷量一定大于Q的电荷量
解析 设Q和P两球之间的库仑力为F,绳子的拉力分别为T1,T2,质量分别为m1,m2;与竖直方向夹角为θ,对于小球Q,有q1E+T1sin θ=F,T1cos θ=m1g;对于小球P,有q2E+F=T2sin θ,T2cos θ=m2g,联立解得(T2-T1)sin θ=(q2+q1)E>0,所以T2>T1,又因为=,所以m2>m1,即P的质量一定大于Q的质量;两小球的电荷量则无法判断。综上所述,B项正确。
4.光滑绝缘圆环轨道竖直固定,两个均带正电荷的小环a、b套在圆环上,小环a固定在轨道最低点,小环b静止在圆环轨道上,如图所示。由于其中一小环缓慢漏电,小环b沿圆环缓慢下降,下列说法正确的是(C)
A.漏电小环一定为a B.漏电小环一定为b
C.两小环间的库仑力变小 D.小环b受到的支持力变小
解析
依题意,漏电小环可能为a,也可能为b,A、B两项错误;对小环b受力分析如图所示,根据平衡条件及三角形相似有==,小环b受到的支持力大小等于小环的重力,保持不变,两环之间的库仑力减小,C项正确,D项错误。
5.
(2025·汕头模拟)将一电子从电场中A点由静止释放,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图像如图,不考虑电子重力的影响,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的(A)
解析 v-t图像中,图线切线的斜率表示加速度,由图像可知,图线斜率为正且逐渐减小,则电子的加速度沿运动方向,且逐渐减小,电子做加速度减小的加速运动,根据牛顿第二定律有eE=ma,电场强度越来越小,电场线越来越稀疏,电子所受电场力方向与电场方向相反,电场方向由B指向A,A项正确。
6.
(2025·广州模拟)如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷,测得BC中点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,则A点的电场强度大小等于(D)
A.E B.2E
C.E D.E
解析 设AB距离为L,则BC距离为L,在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷,测得BC中点的电场强度大小为E,则有E=k=2k,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,可知B点和C点两处的点电荷在A点产生的场强大小均为E'=k=,则A点的电场强度大小为EA==E'=E,D项正确。
7.(2025·湛江模拟)在一个点电荷的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,x轴上A、B两点的坐标如图甲所示。在A、B两点分别多次放置试探电荷,规定沿x轴正方向的静电力方向为正方向,试探电荷受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙所示,下列说法正确的是(D)
A.A点的电场强度大小为3 N/C
B.点电荷是负电荷
C.点电荷恰好位于x轴原点
D.B点的电场强度是A点电场强度的
解析 根据静电力公式F=Eq,图像斜率表示电场强度,EA= N/C=300 N/C,A项错误;图像B的斜率为正,表示电场强度的方向沿x轴正方向,带电量相同的电荷在A点静电力比B点大,说明A点靠近点电荷,所以点电荷为正电荷,B项错误;设点电荷的位置为x,根据点电荷的场强公式有EA=k,EB=k,根据题图乙可知EB= N/C= N/C,联立解得x=-0.3 m,C项错误;由上述分析可得==,D项正确。
8.(2025·广州模拟)如图是探究库仑力的装置,将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上,下支架固定在高精度电子秤的托盘上,上支架贴上距离标尺,穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零,此时电子秤示数为零,给A、B带上同种电荷,A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是(ABD)
A.实验中A、B所带电荷量可以不相等
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C.电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,电子秤的示数减半
解析 库仑力是电荷间的相互作用力,库仑力与电荷所带电荷量的多少有关,与电荷间的距离有关,在探究库仑力的规律时,不一定A、B所带电荷量必须相等,A项正确;A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力,故大小相等,B项正确;两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比,C项错误;用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,则C与A分别所带电荷量是原来A所带电荷量的一半,因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比,所以电子秤的示数将减半,D项正确。
9.
如图所示,光滑绝缘的水平面上有一质量为m、带负电的小球A,在距水平面高h处固定一带正电且带电荷量为+Q的小球B。现使得小球A获得一水平初速度,使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动,此时两小球连线与水平面间的夹角为30°,小球A恰好对水平面没有压力。已知A、B两小球均可视为点电荷,静电力常量为k,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(BD)
A.两小球间的库仑力大小为mg
B.小球A做匀速圆周运动的线速度大小为
C.小球A做匀速圆周运动的向心力大小为2mg
D.小球A所带的电荷量为
解析
由题意可得小球A受力如图所示,因小球A恰好对水平面没有压力,则在竖直方向有Fcos 60°=mg,解得两小球间的库仑力大小为F=2mg,A项错误;小球A做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得Fcos 30°=m,其中圆周的半径r=,解得v=,B项正确;小球A做匀速圆周运动,由库仑力的水平分为提供向心力,小球A做匀速圆周运动的向心力大小为F向=Fcos 30°=mg,C项错误;由库仑定律可得k=2mg,其中L==2h,解得小球A所带的电荷量为q=,D项正确。
二、非选择题
10.如图,物体A、B电性相反且可视为点电荷。倾角为θ=37°、质量为M=4.44 kg的粗糙绝缘斜面体放在粗糙水平面上。将物体B放在斜面体上,当物体A固定在垂直于斜面方向与物体B相距为r=3 m的右上方位置时,物体B恰好不下滑,斜面体也保持静止不动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知物体B的质量为m=2.56 kg、电荷量为QB=1.6×10-5 C,物体B与斜面体的动摩擦因数为μ=0.8,重力加速度大小取10 m/s2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,sin 37°=0.6, cos 37°=0.8。
(1)求物体A所带电荷量QA的大小;
(2)若将物体A固定到与物体B等高的右侧适当位置,使物体B和斜面体依旧保持静止状态,求地面对斜面体的支持力大小FN。
解析 (1)对物体B受力分析如图所示,
根据受力平衡得mgsin θ=f,
FN1+k=mgcos θ,
物体B恰好不下滑,所以f=μFN1,
联立解得QA=8×10-5 C。
(2)由斜面体和物体B整体竖直方向受力平衡得
FN=(M+m)g=70 N。
答案 (1)8×10-5 C (2)70 N
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