2019高考物理一轮复习第七章《静电场》第1课时库仑定律电场力的性质课时冲关

第七章第1课时库仑定律电场力的性质
一、单项选择题( 此题共 6 小题，每题 6 分，共 36 分 )
1．(2017 ·江西赣中南五校上学期联考) 一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不行能
出现的运动状态是()
A．匀速直线运动B．匀加快直线运动
C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动
分析：A [ 一带电粒子在电场中只受电场力作用时，协力不为零，不行能做匀速直线运动．粒子所受协力不为零，当初速度方向与加快度方向同样，并且合外力恒准时，粒子做匀加快直线运
动．粒子所受协力不为零，当初速度方向与加快度方向不在一条直线上，并且协力恒准时，粒子
做匀变速曲线运动．粒子所受协力不为零，当协力与速度方向一直垂直时，便可能做匀速圆周运
动．不行能出现的运动状态为 A.]
2．(2017 ·四川自贡一诊) 两个完整同样的金属小球，所带电荷量多少不一样，相距必定的距
离时，两个金属球之间有互相作用的库仑力，假如将两个金属球互相接触一下后，再放到本来的
地点，则两球的作使劲变化状况是()
A．假如互相接触前两球的库仑力是引力，则互相接触后的库仑力还是引力
B．假如互相接触前两球的库仑力是引力，则互相接触后的库仑力为零
C．假如互相接触前两球的库仑力是斥力，则互相接触后的库伦力还是斥力
D．假如互相接触前两球的库仑力是斥力，则互相接触后的库仑力是引力
分析： C [ 假如互相接触前两球的库仑力是引力，且两球带不等量的异种电荷，则互相接触
后的库仑力是斥力，A、B 错误．假如互相接触前两球的库仑力是斥力，则两球带同种电荷，则相
互接触后带等量的同种电荷，互相间的库仑力还是斥力，C正确， D错误． ]
3．(2017 ·河南六市第一次联考) 库仑定律是电学中被发现的第一
个定量规律，它的发现遇到万有引力定律的启迪．实质问题中有时需
要同时考虑万有引力和库仑力．现有一质量散布平均的星球带有大批
负电荷且电荷也平均散布，将一个带电微粒在离该星球表面必定高度处无初速度开释，发现微粒
恰巧能静止．若给微粒一个如下图的初速度，不计阻力作用，则以下说法正确的选项是() A．微粒将做圆周运动
B．微粒将做平抛运动
C．微粒将做匀速直线运动
D．微粒将做匀变速直线运动
分析： C [ 微粒处于悬浮状态，受力均衡，说明库仑力和万有引力大小相等、方向相反，由
于库仑力与万有引力的大小都是与距离的平方成反比，因此改变微粒的高度对库仑力和万有引力
的二力均衡没有影响，微粒将做匀速直线运动， C 正确， A、 B、 D错误．]
4．(2017 ·山西太原 5 月三模 ) 如下图，MN为很大的不带电薄金属
板
( 可以为无穷大) ，金属板接地．在金属板的左边距离为2d的地点固定一电荷量为Q的正点电荷，
因为静电感觉产生了如下图的电场．过正点电荷Q所在的点作MN的垂线，
P 为垂线段的中点，已知 P 点电场强度的大小为E0，则金属板上感觉电荷在
P 点激发的电场强度 E 的大小为()
kQ kQ
A．－2 B.2
E d d
E
0D．0
C.
2
kQ
分析： A[ 点电荷在P点产生的场强E′＝d2，方向水平向右；设感觉电荷在P 点激发的场
kQ
强为 E，则 E′＋ E＝ E0，解得 E＝ E0－d2，A正确．]
5．(2017 ·湖北荆门元月调考) 如下图，在真空中的绝缘水平面
上，两相距为 2L的固定的同种点电荷A、B带电荷量均为＋Q，O点为
两电荷连线的中点，OP为两电荷连线的中垂线，在中垂线上的 a 点放
有一带电荷量也为＋Q 的可当作点电荷的小球，小球在大小为F＝
2kQ2
2L2 (k为静电力常量)的水平恒力作用下处于静止状态，已知力F和
OP间夹角为θ＝60°， O、 a 间距离为 L，则小球所受的摩擦力大小是()
2
A．0kQ
B. 22
L
C.2kQ2
D.
6kQ2
2L22L2
2
分析：D [ 由叠加原理可知带电小球在 a 地方受电场力大小也为F＝2kQ
2 2 ，方向由a指向P，
L
由均衡条件可知小球所受的摩擦力大小应等于小球所受电场力与 F 的协力大小，则D正确． ] 6．(68520206)(2017 ·山东潍坊期末) 如下图，等量异种点电荷
A、 B 固定在同一水平线上，竖直固定的圆滑绝缘杆与AB的中垂线重
合， C、D 是绝缘杆上的两点，ACBD组成一个正方形，一带负电的小球( 可视为点电荷) 套在绝缘
杆上自C点无初速度开释，
由C运动
到
D的过程中，以下说法正确的
选项是
()
A．小球的速度先减小后增大
B．小球的速度先增大后减小
C．杆对小球的作使劲先减小后增大
D．杆对小球的作使劲先增大后减小
分析： D [ CD连线上电场强度的方向垂直于CD水平向右，从 C到 D电场强度先增大后减小，小球从 C点由静止开始开释，重力做正功，电场力不做功，动能增大，速度增大，A、 B 错误；杆对小球的作使劲与电场力均衡，杆对小球的作使劲水平向右，先增大后减小，C错误， D正确． ]
二、多项选择题 ( 此题共 4 小题，每题 6 分，共 24 分．所有选对的得6分，部分选对的得
3 分，有选错或不答的得0 分 )
7．(2017 ·吉林长春一般高中( 上) 质检 ) 如图甲所示，在
x 轴上有一个点电荷( 图中未画出 ) ，
Q
、、为轴上三点．放在、两点的查验电荷遇到的电场力与其所带电荷量的关系如图乙所示．以O A B A B
x 轴的正方向为电场力的正方向，则()
A．点电荷Q必定为正电荷
B．点电荷Q
在
A、 B之间
C．A点的电场强度大小为5×103 N/C
D．A点的电场强度比 B 点的电场强度大
分析： BD[ 由图乙可知，正的查验电荷放在 A 点和负的查验电荷放在 B 点所受电场力的方
向都沿x 轴正向，说明点电荷Q为负电荷并且
在
A、 B 之间，A错误， B 正确；F- q 图象的斜率表示电场强度，得出 A 点的场强盛小为2×10 3 N/C ， C 错误；B点的场强盛小为5×10 2 N/C ，故 D 正确． ]
8．如下图，可视为点电荷的小球A、 B 分别带负电和正电， B 球固定，其正下方的 A 球静止在绝缘斜面上，则 A 球受力个数可能为()
A ．可能遇到 2 个力作用
B ．可能遇到 3 个力作用
C ．可能遇到
4 个力作用
D ．可能遇到 5 个力作用
分析：AC [以
A 为研究对象，依据其受力均衡可得，假如没有摩擦，则
A 对斜面必定无弹
力，只受重力和库仑引力作用而均衡；假如受摩擦力，则必定受弹力，因此
A 受 4 个力作用而平
衡． ]
9．(2017 ·安徽合肥一中、芜湖一中等六校教育研究会第一次联考
) 已知
如图，带电小球 A 、 B 的电荷分别为 Q A 、 Q B ，OA ＝ OB ，都用长 L 的丝线悬挂在
d
O 点．静止时 A 、 B 相距为 d . 为使均衡时 A 、 B 间距离减为 2，可采纳以下哪些
方法(
)
A ．将小球 、
B 的质量都增大到本来的
2 倍
A
B ．将小球 B 的质量增大到本来的
8 倍
C ．将小球 A 、 B 的电荷量都减小到本来的一半
D ．将小球 A 、 B 的电荷量都减小到本来的一半，同时将小球 B 的质量增大到本来的
2 倍
分析： BD [ 如下图， B 受重力、丝线的拉力及库仑力，将拉力及库
mg
F
仑力合成，其协力应与重力大小相等、方向相反，由几何关系可知
L ＝ d
，
kQQ
A
B
A B
mg
d 2
A B
3
A B
kQQ
kQQ
3
kQQL
而库仑力 F ＝ d 2 ，即 L ＝ d
＝ d 3 ，mgd ＝ kQ A Q B L ， d ＝
mg ，要使
d 变成 d
，能够将小球 B 的质量增大到本来的
8 倍而保证上式建立，故
B 正
2
确；或将小球 A 、B 的电荷量都减小到本来的一半，同时将小球 B 的质量增大到本来的 2 倍，也
可保证等式建立，故
D 正确． ]
10．(2017 ·安徽六校教育研究会第二次联考
) 用细绳拴一个质量为 m
带正电的小球 B ，另一个也带正电的小球
A 固定在绝缘竖直墙上， A 、
B 两
球离地面的高度均为
h ，小球 B 在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，
如下图．现将细绳剪断后
(
)
A ．小球
B 在细绳剪断瞬时开始做平抛运动
B ．小球 B 在细绳剪断瞬时加快度大于 g
2h
C ．小球 B 落地的时间小于
g
D ．小球 B 落地的速度大于
2gh
分析： BCD [ 剪断细绳的瞬时，小球
B 受重力和水平向右的库仑斥力，不做平抛运动，
A 错
2
2
误；在剪断细绳的瞬时，小球
B 的加快度 a ＝
mg ＋ F 库
m
>g ， B 正确； B 着落过程中， A 对 B 的
1 2
2h
库仑斥力斜向右下方，在竖直方向的加快度
a 竖直 >g ，由 h ＝ 2at 可得 t < g ， C 正确； B 着落
过 程中，重力和库仑力均做正功， mgh ＋ W ＝ 1 2
2gh ， D 正确． ]
2mv ，因此 v>
库
三、非选择题 ( 此题共 2 小题，共 40 分．写出必需的文字说明和重要的演算步骤，有数值计
算的要注明单位 )
11．(68520207)(20 分)(2017 ·安徽马鞍山二中、 安师大附中、 淮北一中、
铜陵一中第三次联考 ) 如下图，空间有水平向右的匀强电场，电场强度大小
为 E ，在电场顶用一根长为
L 的不行伸长的轻丝线吊着一电荷量为 q 的小球，
小球保持静止时丝线与竖直方向成 37°角，现忽然将该电场方向改变成竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其余影响，求：
(1) 小球所受重力的大小；
(2) 小球经过最低点时对丝线的拉力大小．
分析： (1) 对小球受力剖析可得 Eq tan 37 °＝ ，
mg
4
解得 mg ＝ 3Eq .
(2) 对小球下摆过程应用动能定理有
1 2
( Eq ＋ mg ) L (1 －cos 37 °) ＝ 2mv ，
2
mv
在最低点有 T － ( mg ＋Eq ) ＝ L ，
两式联立解得 T ＝ 49
Eq .
15
依据牛顿第三定律可知，
49
小球对丝线的拉力大小为
15Eq .
4 49
答案： (1) 3Eq (2) 15Eq
12．(68520208)(20
分)(2017 ·山西晋中名校第四次联考
) 如图
所示，长
L ＝ 0.12 m
的绝缘轻杆上端固定在
O 点，质
量
m ＝ 0.6 kg
、
电荷量q＝0.5 C的带正电金属小球套在绝缘
轻杆上，空间存在水平向右的匀强电场，球与杆间的动摩擦因数μ＝0.75.当杆竖直固定放置时，小球恰巧能匀速下滑，g 取10 m/s2.
(1)求匀强电场的电场强度大小；
(2) 改变轻杆与竖直方向的夹角，使球下滑过程中与杆之间的摩擦力为零，并将小球从O 点由静止开释，求小球走开杆时的速度大小．
分析： (1)当杆竖直固定搁置时， N＝ Eq，mg＝ f ，f ＝μN.解得 E＝mg
＝ 16 N/C.μq
(2) 小球与杆之间摩擦力为零，说明小球与杆之间的弹力为零，则有Eq cosθ＝mg sinθ，
因此 tanθ＝Eq 4
，θ＝53°.设小球的加快度为a，则 mg cos 53°＋ Eq sin 53°＝ ma，解得 a ＝
mg 3
5022
＝3m/s. 由v＝ 2aL解得小球走开杆时的速度大小为v＝2 m/s.
答案： (1)16 N/C(2)2 m/s。