2018_2019学年高中物理第1章静电场专题突破与题型专练电场力的性质练习新人教版选修3_1.doc

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1、专题突破与题型专练电场力的性质题型一:等量点电荷周围的电场1.(2018广西钦州高二期中)两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是(A)解析:根据电场强度的叠加,知两正电荷的中点电场强度为零,周围的电场线是排斥状的,靠近电荷处电场强度比较强.故A正确,B,C,D错误.2.(2018江西南昌市二中高二测试)AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q(C)A.应放在A点,Q=

2、2qB.应放在B点,Q=-2qC.应放在C点,Q=-qD.应放在D点,Q=-q解析:根据平行四边形定则,求出+q和-q在O点产生的合场强,大小等于其中一个点电荷在O点产生的电场强度的大小,方向水平向右,要使圆心处的电场强度为零,可在C点放一个电荷量Q=-q的点电荷,故选项C正确.3.(2018河北冀州中学高三模拟)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,则小球(C)A.速度先增大后减小B.受到的库仑力先做负功后做正功C.受到的库仑力最大值为D.管壁对小球的弹

3、力最大值为解析:由等量的异种电荷形成的电场特点,根据小球的受力情况可知在细管内运动时,合力为重力,小球速度一直增大,故A错误;库仑力水平向右,不做功,故B错误;在连线中点处库仑力最大,F=+=,故C正确;管壁对小球的弹力与库仑力是平衡力,所以最大值为,故D错误.题型二:电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析1.(2018山东曲阜高二期中)某静电场中的电场线如图中实线所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是(D)A.粒子必定带正电荷B.粒子必定带负电荷C.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度D.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度解析:由于不

4、知道电场线的方向,只知道带电粒子受力方向,没法确定带电粒子的电性,故选项A,B错误;电场线越密集的地方电场强度越大,带电粒子受到的静电力越大,加速度越大,故选项C错误,D正确.2.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在静电力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)(B)解析:粉尘受力方向应该与电场线的切线方向相反,从静止开始在非匀强电场中运动时,带电粉尘颗粒一

5、定做曲线运动,且运动曲线总是向静电力一侧弯曲,运动轨迹介于P点切线与经P点的电场线之间,故带电粉尘应沿B图所示曲线运动;不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动,故不可能出现A,C,D图的情况,B正确.3.(2018内蒙古巴彦淖尔市一中高二测试)(多选)如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a,b两个带电粒子,仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则(CD)A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增加C.a的加速度将减小,b的加速度将增加D.两个粒子的动能都增加解析:带电粒子做曲线运动,所受力的方向指向轨迹的内侧,由于电场线

6、的方向未知,所以粒子带电性质不确定,故选项A错误;从图中轨迹变化来看,速度与力方向的夹角小于90,所以静电力都做正功,动能都增大,速度都增大,故选项B错误,D正确;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大,故选项C正确.题型三:静电力与力学规律的综合应用1.(2018陕西汉中高二期中)如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,当小球静止时,细线与竖直方向成30角,已知此电场方向恰使小球受到的静电力最小,则小球所带的电荷量应为(D)A.B.C.D.解析:由题意电场方向恰使小球受的静电力最小可知,

7、E的方向与细线垂直,受力如图.由平衡条件可得,mg=qE,q=,故D正确.2.(2017甘肃省高三第二次诊断)如图所示,等量异种电荷A,B固定在同一水平线上,竖直固定的光滑绝缘杆与AB连线的中垂线重合,C,D是绝缘杆上的两点,ACBD构成一个正方形.一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速度释放,则小球由C运动到D的过程中,下列说法正确的是(A)A.杆对小球的作用力先增大后减小B.杆对小球的作用力先减小后增大C.小球的速度先增大后减小D.小球的速度先减小后增大解析:从C到D,电场强度先增大后减小,则静电力先增大后减小,则杆对小球的作用力先增大后减小,故选项A正确,B错误;因直杆处

8、于AB连线的中垂线上,所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的,对带电小球进行受力分析,受竖直向下的重力,水平向右的静电力和水平向左的弹力,水平方向上受力平衡,竖直方向上的合力大小等于重力,重力大小不变,加速度大小始终等于重力加速度,所以带电小球一直做匀加速直线运动,故选项C,D错误.3.(2018广东中山市一中高三测试)如图所示,一条长为L的绝缘细线,上端固定,下端系一质量为m的带电小球,将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,当小球平衡时,细线与竖直方向的夹角=45.求: (1)小球带何种电荷?电荷量为多少?(2)若将小球向左拉至细线呈水平的位置,然后由静止释放小球,则放手后小球做什么运动?经多长时间到达最低点?解析:(1)由于小球处于平衡状态,对小球进行受力分析,如图所示,由此可知小球带正电,设其电荷量为q,则FTsin =qE,FTcos =mg,联立可得FT=mg,Q=.(2)静止释放后,小球由静止开始沿与竖直方向成=45斜向右下方做匀加速直线运动,当到达最低点时,它经过的位移为L,此时细线刚好拉直,由匀变速直线运动的规律可得x=at2,a=g所以t=.答案:(1)正电(2)匀加速直线运动5