2017-2018学年教科版高中物理选修3-1检测：习题课一 电场力的性质+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年教科版高中物理选修3-1检测：习题课一 电场力的性质+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 242.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-09-17 16:41:40 | ||
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文档简介
习题课一 电场力的性质
1.q1,q2为真空中的两个点电荷,设它们之间相互作用力的大小为F,关于F可以写出三个表达式,一个是F=,另一个是F=q2·,再有一个是F=q1·.关于这三个表达式,下列说法中正确的是( B )
A.前两种表达的形式不同,但采用的物理观点相同
B.前两种表达的形式不同,采用的物理观点也不同
C.后两种表达采用的物理观点相同,表达的内容也完全相同
D.后两种表达采用的物理观点不同,但表达的内容完全相同
解析:表达式F=表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q1q2及它们之间距离的平方r2之间的关系,而表达式F=q2·则表示点电荷q1在真空中产生的电场对点电荷q2的作用力大小,其中就是点电荷q1在真空中产生的电场在q2位置处的场强,同理,表达式F=q1·则表示点电荷q2在真空中产生的电场对点电荷q1的作用力大小,其中就是点电荷q2在真空中产生的电场在q1位置处的场强.综上所述,选项B正确.
2.两个小球带电后相互排斥,如图所示.两悬线跟竖直方向各有一个夹角α,β,且两球在同一水平面上.两球质量用m和M表示,所带电荷量用q和Q表示.若已知α>β,则一定有关系( B )
A.两球可能带同种电荷
B.m一定小于M
C.q一定大于Q
D.m受到的库仑力一定大于M所受库仑力
解析:库仑力同样满足牛顿第三定律,满足共点力平衡条件.由图示可知两小球相互排斥,两球一定带同种电荷,选项A,D错误;F=mgtanα,
F=Mgtan
β,则mtan
α=Mtan
β,由于α>β,则m3.(2017·曲师大附中高二检测)A,B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其vt图像如图所示.则此电场的电场线分布可能是( A )
解析:从题图可以直接看出,粒子的速度随时间逐渐减小,图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A到B电场线逐渐变密.综合分析知,微粒是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,故选项A正确.
4.(多选)如图所示,可视为点电荷的小物体A,B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为( AC )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:小物体A必定受到重力和B对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A的重力,则A还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A必定还受到斜面的静摩擦力,所以A受到的力可能是2个,也可能是4个,故选项A,C正确.
5.(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则( AC )
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当=时,细线上的拉力为0
C.当=时,细线上的拉力为0
D.当=时,斜面对小球A的支持力为0
解析:根据库仑定律,A,B两球间的库仑力F库=k,选项A正确;小球A受竖直向下的重力mg,水平向左的库仑力F库=,由平衡条件知,当斜面对小球的支持力N的大小等于重力与库仑力的合力大小时,细线上的拉力等于零,如图所示,则=tan
θ,所以=,选项C正确,B错误;斜面对小球的支持力N始终不会等于零,选项D错误.
6.(多选)如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a,b,c是轨迹上的三个点,则( AC )
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点加速度一定大于在b点加速度
D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
解析:做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,选项A正确;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,选项B错误;由电场线的分布可知,粒子在c点的受力较大,加速度一定大于在b点加速度,选项C正确;若粒子从c运动到a,电场力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,若粒子从a运动到c,电场力与速度成钝角,所以粒子做减速运动,综上所述,粒子在c点的速度一定小于在a点的速度,选项D错误.
7.如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2
kg,所带电荷量为+2.0×10-8
C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成30°角,绳长L=0.2
m,求:
(1)这个匀强电场的电场强度的大小.
(2)突然剪断轻绳,小球做什么运动 加速度大小和方向如何
解析:(1)根据共点力平衡得
qE=mgtan
30°
解得E=×107
N/C.
(2)突然剪断轻绳,小球受重力和电场力,初速度为零,做匀加速直线运动.
F合==ma
a=
m/s2
加速度方向与绳子拉力方向相反.
答案:(1)×107
N/C
(2)做匀加速直线运动
m/s2 与绳子拉力方向相反
8.(2017·三亚高二检测)如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m、电荷量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管
壁恰好无压力.求固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度
大小.
解析:由A到B,由动能定理得mgr=mv2-0
在B点,对小球受力分析,由牛顿第二定律有
E0q-mg=m
联立以上两式解得E0=
因为O点固定的是点电荷-Q,由E0=k可知,半圆弧上各处的场强大小均相等,
即AB弧中点处的电场强度大小为E0=.
答案:
1.q1,q2为真空中的两个点电荷,设它们之间相互作用力的大小为F,关于F可以写出三个表达式,一个是F=,另一个是F=q2·,再有一个是F=q1·.关于这三个表达式,下列说法中正确的是( B )
A.前两种表达的形式不同,但采用的物理观点相同
B.前两种表达的形式不同,采用的物理观点也不同
C.后两种表达采用的物理观点相同,表达的内容也完全相同
D.后两种表达采用的物理观点不同,但表达的内容完全相同
解析:表达式F=表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q1q2及它们之间距离的平方r2之间的关系,而表达式F=q2·则表示点电荷q1在真空中产生的电场对点电荷q2的作用力大小,其中就是点电荷q1在真空中产生的电场在q2位置处的场强,同理,表达式F=q1·则表示点电荷q2在真空中产生的电场对点电荷q1的作用力大小,其中就是点电荷q2在真空中产生的电场在q1位置处的场强.综上所述,选项B正确.
2.两个小球带电后相互排斥,如图所示.两悬线跟竖直方向各有一个夹角α,β,且两球在同一水平面上.两球质量用m和M表示,所带电荷量用q和Q表示.若已知α>β,则一定有关系( B )
A.两球可能带同种电荷
B.m一定小于M
C.q一定大于Q
D.m受到的库仑力一定大于M所受库仑力
解析:库仑力同样满足牛顿第三定律,满足共点力平衡条件.由图示可知两小球相互排斥,两球一定带同种电荷,选项A,D错误;F=mgtanα,
F=Mgtan
β,则mtan
α=Mtan
β,由于α>β,则m
解析:从题图可以直接看出,粒子的速度随时间逐渐减小,图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A到B电场线逐渐变密.综合分析知,微粒是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,故选项A正确.
4.(多选)如图所示,可视为点电荷的小物体A,B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为( AC )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:小物体A必定受到重力和B对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A的重力,则A还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A必定还受到斜面的静摩擦力,所以A受到的力可能是2个,也可能是4个,故选项A,C正确.
5.(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则( AC )
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当=时,细线上的拉力为0
C.当=时,细线上的拉力为0
D.当=时,斜面对小球A的支持力为0
解析:根据库仑定律,A,B两球间的库仑力F库=k,选项A正确;小球A受竖直向下的重力mg,水平向左的库仑力F库=,由平衡条件知,当斜面对小球的支持力N的大小等于重力与库仑力的合力大小时,细线上的拉力等于零,如图所示,则=tan
θ,所以=,选项C正确,B错误;斜面对小球的支持力N始终不会等于零,选项D错误.
6.(多选)如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a,b,c是轨迹上的三个点,则( AC )
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点加速度一定大于在b点加速度
D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
解析:做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,选项A正确;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,选项B错误;由电场线的分布可知,粒子在c点的受力较大,加速度一定大于在b点加速度,选项C正确;若粒子从c运动到a,电场力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,若粒子从a运动到c,电场力与速度成钝角,所以粒子做减速运动,综上所述,粒子在c点的速度一定小于在a点的速度,选项D错误.
7.如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2
kg,所带电荷量为+2.0×10-8
C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成30°角,绳长L=0.2
m,求:
(1)这个匀强电场的电场强度的大小.
(2)突然剪断轻绳,小球做什么运动 加速度大小和方向如何
解析:(1)根据共点力平衡得
qE=mgtan
30°
解得E=×107
N/C.
(2)突然剪断轻绳,小球受重力和电场力,初速度为零,做匀加速直线运动.
F合==ma
a=
m/s2
加速度方向与绳子拉力方向相反.
答案:(1)×107
N/C
(2)做匀加速直线运动
m/s2 与绳子拉力方向相反
8.(2017·三亚高二检测)如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m、电荷量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管
壁恰好无压力.求固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度
大小.
解析:由A到B,由动能定理得mgr=mv2-0
在B点,对小球受力分析,由牛顿第二定律有
E0q-mg=m
联立以上两式解得E0=
因为O点固定的是点电荷-Q,由E0=k可知,半圆弧上各处的场强大小均相等,
即AB弧中点处的电场强度大小为E0=.
答案:
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