高中人教版 (2019)第九章 静电场及其应用综合与测试精品习题ppt课件

第九章静电场及其应用

习题课: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,则静电力越来越大,电场强度逐渐增强,电场线越来越密,故选项C正确。

答案C

2.如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电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,带电的粒子受到的静电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;若粒子从c运动到a,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,反之粒子做减速运动,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              (　　)

A.该粒子带正电荷,运动方向为由a至b

B.该粒子带负电荷,运动方向为由a至b

C.该粒子带正电荷,运动方向为由b至a

D.该粒子带负电荷,运动方向为由b至a

答案BD

4.(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,则下列说法正确的是(　　)

A.两球一定带同种电荷

B.m一定小于M

C.q一定大于Q

D.m受到的静电力一定大于M所受的静电力

解析两球之间是斥力,带同种电荷,A对;两球之间的静电力大小相等,q与Q的大小关系不一定,C、D错;=mgtan α=Mgtan β,α>β,所以m<M,B对。选AB。

答案AB

5.

(2018全国Ⅰ)如图,三个固定的带电小球a,b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm,小球c所受静电力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则(　　)

A.a、b的电荷同号,k=

B.a、b的电荷异号,k=

C.a、b的电荷同号,k=

D.a、b的电荷异号,k=

解析由题意知,小球c处在直角三角形的直角顶点上,如果a、b为同种电荷,对小球c的静电力,要么是吸引力,要么是排斥力,合力不可能平行于a和b连线,故a、b的电荷应异号;由三角关系tan θ=,解得k=,故D正确。

答案D

6.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Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=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FT、A对它的静电力F。

由力的平衡条件,可知F=mgtan θ,根据库仑定律得F=k,解得r=。

答案

能力提升

1.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.2q D.2q

解析以甲、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

2.如图所示,匀强电场方向沿与水平方向成θ=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v0开始运动,初速度方向与电场方向一致。(重力加速度为g)

(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F1的大小和方向;

(2)若小球带的电荷量为q=,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 (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

甲

F1cos α=qEcos 30°

F1sin α=mg+qEsin 30°

联立解得α=60°,F1=mg

即恒力F1与水平方向的夹角为60°,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F2=mgsin 60°=mg

F2的方向与水平方向的夹角为60°,斜向左上方。

答案(1)mg　方向与水平方向的夹角为60°,斜向右上方　(2)mg　方向与水平方向的夹角为60°,斜向左上方