高三物理一轮复习静电场中学教育中考_中学教育-中学课件.pdf

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1、 随堂演练 1两个分别带有电荷量Q 和3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F.两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为()A.112F B.34F C.43F D12F 解析：由库仑定律知，FkQ 3Qr23kQ2r2，两小球接触后电荷量先中和再平分，使得两小球带电荷量均为Q，此时的库仑力FkQ2r224kQ2r243F.答案：C 2两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B 两处，如图所示A处电荷带正电荷量 Q1，B 处电荷带负电荷量 Q2，且 Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放在 AB直线上，欲使整个系统处

2、于平衡状态，则()AQ3为负电荷，且放于 A左方 BQ3为负电荷，且放于 B 右方 CQ3为正电荷，且放于 A、B 之间 DQ3为正电荷，且放于 B 右方 解析：因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知 Q1和 Q2是异种电荷，对 Q3的作用力一为引力，一为斥力，所以 Q3要平衡就不能放在 A、B 之间根据库仑定律知，由于 B 处的电荷 Q2电荷量较大，Q3应放在离 Q2较远而离 Q1较近的地方才有可能处于平衡，故应放在 Q1的左侧要使 Q1和 Q2也处于平衡状态，Q3必须带负电，故应选 A.答案：A 3一负电荷从电场中 A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的

3、 v-t 图象如右图所示则 A、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()解析：由 v-t 图象可知负电荷运动的速度越来越大，加速度也越来越大，可见其受到静电力越来越大，场强也就越来越大，又因负电荷的受力方向与场强方向相反，故只有 C 项符合题意，A、B、D 错误 答案：C 4AB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()A应放在 A点，Q2q B应放在 B 点，Q2q C应放在 C 点，Qq D应放在 D

4、 点，Qq 解析：由平行四边形定则得出q 和q 在 O 点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在 O 点产生的场强的大小要使圆心处的电场强度为零，则应在 C 点放一个电荷量 Qq 的点电荷，或在 D 点放一个电荷量 Qq 的点电荷故 C 选项正确 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要

5、平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越答案：C 限时检测 (时间：45 分钟，满分 100 分)命题报告 教师用书独具 知识点 题号 起电的方式和本质 1 库仑定律的应用 3 电场强度的计算 5、8、9、10 带电体在电场中的受力分析 4、6 点电荷的电场 2 力、电综合问题的分析 7、11、12 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 7 分，共 70 分，每小题至少有一

6、个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1关于电现象，下列说法中正确的是()A感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程 B带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电 C摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量同种电荷 D当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量异种电荷同时消失 解析：感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分，而摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，但相互摩擦的两个物体总是带等量异种电荷，故A 正确，C 错误；由电荷守恒定律可知 D 正确；中性物体得

7、到多余电子带负电，失去电子带正电，B 正确 答案：ABD 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动

8、的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越2真空中，A、B 两点与点电荷 Q 的距离分别为 r 和 3r，则 A、B 两点的电场强度大小之比为()A31 B13 C91 D19 解析：由库仑定律 FkQ1Q2r2和场强公式 EFq知点电荷在某点产生电场的电场强度 EkQr2，电场强度大小与该点到场源电荷的距离的二次方成反比，即 EAEBr2Br2A91，选项 C 正确 答案：C 3三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球 1 的带电荷量为 q，球 2 的带电荷量为 nq，球 3 不带电且离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2

9、之间作用力的大小为 F.现使球 3 先与球 2 接触，再与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时球 1、2 之间作用力的大小仍为 F，方向不变由此可知()An3 Bn4 Cn5 Dn6 解析：根据库仑定律知原来1、2 两球的作用力为Fkq nqr2，后来球 3 与球2 接触后 q2q3n2q，球 3 与球 1 接触后，q1q32n4q，此时球 1、2间的作用力为 Fkq1 q2r2，由题意整理得 nn22n4，解得 n6.答案：D 4如图所示，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可能受到 2 个力作用 B可

10、能受到 3 个力作用 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其

11、受到静电力越来越大场强也就越C可能受到 4 个力作用 D可能受到 5 个力作用 解析：以 A 为研究对象，根据其受力平衡可得，如果没有摩擦，则 A 对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力两个力作用而平衡；如果受摩擦力，则一定受弹力，所以此时 A受 4 个力作用而平衡，A、C 正确 答案：AC 5如图所示，M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于 M、N 两点，这时 O点电场强度的大小为 E1；若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则 O 点的电场强度大小变为 E2.则 E1与 E2之比为()A12 B21 C2 3 D4 3

12、解析：本题针对电场叠加问题，考查考生矢量合成的能力 因为两个点电荷的电荷量相等，符号相反，设一个点电荷产生的电场强度为 E，则在 M、N 两点时电场强度方向是相同的，故有 E12E，将 N 点的点电荷移到 P 点后，通过假设其中一个点电荷为正电荷，作场强的矢量图，可知两个电场强度的方向夹角为120，故由平行四边形定则可得，其合电场强度的大小 E2E，所以E1E22EE21，所以正确答案为 B.答案：B 6两个质量分别是 m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为 q1、q2时，两丝线张开一定的角度 1、2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确

13、的是()球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来

14、越大场强也就越 A若 m1m2，则 12 B若 m1m2，则 12 C若 m12 D若 q1q2，则 12 解析：以 m1为研究对象，对 m1受力分析如图所示 由共点力平衡得 FTsin 1F库 FTcos 1m1g 由得 tan 1F库m1g，同理 tan 2F库m2g，因为不论 q1、q2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，永远相等，故从 tan F库mg知，m 大，则 tan 小，亦小 2，m 相等，亦相等，故 B、C 正确 答案：BC 7(2014 年茂名模拟)如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体 A带正电，另一带正电的点电荷B 沿着以A为圆心的圆弧由P 到 Q 缓慢

15、地从A的上方经过，若此过程中 A 始终保持静止，A、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用则下列说法正确的是()球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两

16、点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越A物体 A受到地面的支持力先增大后减小 B物体 A受到地面的支持力保持不变 C物体 A受到地面的摩擦力先减小后增大 D库仑力对点电荷 B 先做正功后做负功 解析：分析物体 A 的受力如图所示，由平衡条件可得：FfFcos ，FNFsin mg，随 由小于 90 增大到大于 90 的过程中，Ff先减小后反向增大，FN先增大后减小，A、C 正确，B 错误；因 A 对 B 的库仑力与 B 运动的速度方向始终垂直，故库仑力不做功，D 错误 答案：AC 8(2013 年高考江苏

17、卷)下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘，坐标原点 O 处电场强度最大的是()解析：设每14圆环在 O 点产生的电场强度大小为E，则 A、C 两圆环在 O 点处场强均为 E，B 图中为 2E，D 图为 0，显然 B 图场强最大 答案：B 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异

18、种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越9如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为Q，半径为 R，放在绝缘水平桌面上圆心为 O 点，过 O 点作一竖直线，在此线上取一点 A，使 A 到 O点的距离为 R，在 A点放一检验电荷q，则q 在 A点所受的静电力为()A.kQqR2，方向向上 B.2kQq4R2，方向向上 C.kQq4R2，方向水

19、平向左 D不能确定 解析：先把带电圆环分成若干个小部分，每一小部分可视为点电荷，各点电荷对检验电荷的库仑力在水平方向上相互抵消，竖直向上方向上的静电力大小为kqQcos 452R22kQq4R2，故选 B.答案：B 10.(2013 年高考全国新课标卷)如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球 a、b 和 c 分别位于边长为 l 的正三角形的三个顶点上，a、b 带正电，电荷量均为 q，c 带负电整个系统置于方向水平的匀强电场中已知静电力常量为 k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为()A.3kq3l2 B.3kql2 C.3kql2 D.2 2kql2 解析：选整体为研究对象，由平

20、衡条件可知，c 球所带的电荷量为2q，对球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速

21、度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越c 球进行受力分析，由平衡条件可知2kq 2ql2cos 30 2qE，解得 E3kql2，B 对 答案：B 二、非选择题(本题共 2 小题，共 30 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15 分)如图所示，正电荷 q1固定于半径为 R 的半圆光滑绝缘轨道的圆心处，将另一带正电、电荷量为 q2、质量为 m 的小球，从轨道的 A 处无初速度释放，求：(1)小球运动到 B 点时的速度大小；(2)小球在 B 点时对轨道的压力 解析：(1)带电小球 q2在半圆光滑绝缘轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则

22、mgR12mv2B 解得：vB 2gR.(2)小球到达 B 点时，受到重力 mg、库仑力 F 和支持力 FN，由圆周运动和牛顿第二定律得 FNmgkq1q2R2mv2BR 解得 FN3mgkq1q2R2 根据牛顿第三定律，小球在 B 点时对轨道的压力为 FNFN3mgkq1q2R2 方向竖直向下 答案：(1)2gR(2)3mgkq1q2R2，方向竖直向下 12(15 分)一根长为 l 的丝线吊着一质量为 m，带电荷量为 q 的小球静止在球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别

23、放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成 37 角，现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为 g

24、，cos 37 0.8，sin 37 0.6)，求：(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)小球经过最低点时丝线的拉力 解析：(1)小球静止在电场中的受力分析如图甲所示：显然小球带正电，由平衡条件得：mgtan 37 Eq 故 E3mg4q (2)电场方向变成竖直向下后，小球开始做圆周运动，重力做正功 小球由静止位置运动到最低点时，由动能定理得(mgqE)l(1cos 37)12mv2 由圆周运动知识，在最低点时(受力分析如图乙)，F向FT(mgqE)mv2l 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两

25、个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越联立以上各式，解得：FT4920mg.答案：(1)3mg4q(2)4920mg 球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为解析由库仑定律知两小球接触后电荷量先中和再平分使得两小球带电荷量均为此时的库仑力答案两个可自由移动的点电荷分别放在两处如图所示处电荷带正电荷量处电荷带负且放于右方为正电荷且放于之间为正电荷且放于右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用且已知和是异种电荷对的作用力一为引力一为斥力所以要平衡就不能放在之间根据库仑定律知由于处的电荷电荷量较大应放在电场中点由静止释放只受静电力作用沿电场线运动到点它运动的图象如右图所示则两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的解析由图象可知负电荷运动的速度越来越大加速度也越来越大可见其受到静电力越来越大场强也就越