2019_2020学年高中物理第一章静电场习题课库仑定律和电场强度练习含解析新人教版选修3_1

A. 该粒子带正电荷B. 该粒子带负电荷C.该粒子带正电荷，运动方向为由，运动方向为由库仑定律和电场强度课后篇巩固提升基础巩固1.如图所示,负电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在 的电场是图中的（ ）解析负电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动,故电场线方向由 Q 到P ;由于加速度越来越大,则电场 力越来越大，电场强度逐渐增强，电场线越来越密，故选项C 正确。

答案C2.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（）A. 粒子一定带负电B. 粒子一定是从 a 点运动到b 点C. 粒子在c 点的加速度一定大于在 b 点的加速度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，带电的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，A 错误;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，B 错误；由电场线的分布可知，电场线在c 点的受力较大，加速度一定大于在b 点的加速度，C 正确;粒子从c 到a 的过程，电场力与速度成锐角，所以粒子做加速运动，在c 点的速度一定 小于在a 点的速度，D 错误;故选C 。

答案C 3. （多选）如图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子（不计重力）经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a 、b 是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法可能的是（）D.该粒子带负电荷，运动方向为由b至a答案BD4. （多选）两个通电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a、3 ,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a > 3 ,则一定有关系（）A. 两球一定带同种电荷B. m一定小于MC. q 一定大于QD. 受到的电场力一定大于所受的电场力答案AB5. 真空中三个点电荷位于一条直线上，都只在电场力作用下处于静止，其中两个电荷静止在E、F两点，所带电荷量如图所示,关于第三个电荷的电性和静止的位置，下列说法正确的是（）-2Q £A EB F CA. 为负电荷，可能静止在B处B. 为负电荷，可能静止在C处C. 为正电荷，可能静止在A处D. 为正电荷，可能静止在B处解析三个电荷要平衡，必须三个电荷处在一条直线上，外侧两个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电荷量大，中间电荷电荷量小,所以第三个电荷必须带负电，在F的右侧。

故选B。

答案 | B6.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b,则b应（）A. 带负电，放在A点B.带正电，放在B点C. 带负电，放在C点D.带正电，放在C点解析小球a 受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时 b 带负电、放在 C 点才可使a 受合力为零，故选G 答案 C7.如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B,静止在图示位置,若固定的带正电小球 A 的 电荷量为QB 球的质量为 m 带电荷量为q , 0 =30°, A 和B 在同一条水平线上,整个装置处于真空中 求A B 两球间的距离。

解析如图所示,小球B 受竖直向下的重力 mg 沿绝缘细线的拉力 F T 、A 对它的库仑力F 。

由力的平衡条件,可知F=mt an 0 ,根据库仑定律得F=k ,解得r=3。

答案-能力提升1.（多选）如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a （图中未画出）,与a 带同种电荷的电荷b 仅在a 的库仑力作用下，以初速度v o （沿MP 方向）由M 点运动到N 点，到N 点时速度 大小为V ,且v<v o ,则（）A. b 电荷在 M 点受力一定向左上方B. b 电荷在M 点受力一定向右下方C. a 电荷一定在虚线 MP 上方D. a 电荷一定在虚线 MF 下方解析b 电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b 电荷在M 点受力一定向左上方，所以a 电 荷一定在虚线 MP 下方,选项A 、D 正确。

2.如图所示,三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q3间距离为2r ,q 1与q 2间距离为r ,每个电 荷所受静电力的合,才能静止在斜面上。

可知只有小球力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为（）A. ( - 9) : 4 : (-36)B.9 : 4 : 36C.(-3) : 2 : (-6)D.3 : 2 : 6解析分别取三个点电荷为研究对象,由于三个点电荷只在静电力（库仑力）作用下保持平衡三个点电荷不可能是同种电荷，这样可排除B D选项。

若选q2为研究对象，由库仑定律知知:q3=4q1O选项A满足此关系，正确选项为A。

答案A3.（多选）A、B两带电小球，质量分别为m、m，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A 于相同高度。

若B对A及A对B的库仑力分别为F A、F B，则下列判断正确的是A. F A<F BB. 细线AC对A的拉力F TA=-C. 细线OC的拉力F TC=（ m A+m B）gD. 同时烧断AC BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同解析，所以这B两球处对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图,根据平衡条件，则有两球间的库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，与两个球带电荷量是否相等无关，故A错误；由共点力的平衡条件3有：mg=F rA cos 30 ° ，因此：F TA=〒mg，故B错误；由整体法可知，细线的拉力等于两球的重力，确；同时烧断AC BC细线后，A、B在竖直方向重力不变，所以加速度相同，故D正确。

答案|CD4.在光滑的绝缘水平面上，质量均为m带电荷量分别为+q和-q的甲、乙两个小球在水平力F（作用在甲上）的作用下一起做匀加速直线运动，静电力常量为k,则甲、乙两球之间的距离r为（）A. B. q -C. 2qD.2q甲、乙整体为研究对象，由牛顿第二定律得F=2ma以乙为研究对象，由牛顿第二定律得-=ma联立得r=q -,故B正确,A、C、D错误。

答案B物体受力情况如图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解F f +mgj in 0 =qEs os 0垂直斜面方向上：mg:os 0 +qE sin 0 =F N5.O AO SO £ CO（多选）如图所示，A 、B C 三个小球（可视为质点）的质量分别为 m 2m 3m , B 小球带负电，电荷量为q ,A 、C 两小球不带电（不考虑小球间的静电感应）,不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在 0点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为 E ,重力加速度为g 。

以下说法正确的是（）A. 静止时，A B 两小球间细线的拉力为 5mg+qEB. 静止时，A B 两小球间细线的拉力为 5mg-qEC. 剪断0点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为D. 剪断0点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为-qE解析静止时，对B 、C 整体进行受力分析，有T=2mg£mg+Eq=mg+Eq 故A 正确,B 错误；B 球带负电，剪 断0A 可的细线瞬间，C 球对A 、B 整体的拉力为0,对A 、B 整体进行受力分析，由牛顿第二定律有 3mg+qE=ma 此时A 、B 整体的加速度为 a=g+3,以A 球为研究对象，有T'+mg=ma 可得A 、B 球间细线 的拉力为T'=3qE 故C 正确,D 错误。

答案 AC 6.如图所示,把一个倾角为 0的绝缘斜面固定在匀强电场中 ，电场方向水平向右，电场强度大小为 E , 有一质量为m 带电荷量为+q 的物体以初速度 V 。

从A 端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与解析,则沿斜面方向上：①其中 F f =F N7•如图所示,匀强电场方向沿与水平方向成0 =30°斜向右上方，电场强度为E 质量为m 的带负电的小球以初速度 v o 开始运动，初速度方向与电场方向一致。

(重力加速度为g )答案由①②③解得：卩=cos-scos- s cos s(1)若小球带的电荷量为q=,为使小球能做匀速直线运动，求应对小球施加的恒力F i的大小和方向(2)若小球带的电荷量为q二,为使小球能做直线运动，求应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向。

解析甲(1)如图甲所示，欲使小球做匀速直线运动,应使其所受的合力为零，有F i cos a =qE cos 30F i sin a =mg+qE 30 °联立解得a = 0 °, F1= 3mg 即恒力R与水平方向的夹角为0 ° 斜向右上方。

/ \乙(2)为使小球能做直线运动，则小球受的合力应和运动方向在一条直线上，故要求力F2和mg的合力与静电力在一条直线上。

如图乙所示,当F2取最小值时，有F z=m(s 0 °「mgF2的方向与水平方向的夹角为0 °斜向左上方。

答案(1) 3mg方向与水平方向的夹角为0 °斜向右上方(2) -mg方向与水平方向的夹角为0 ° 斜向左上方。