2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 第6章 第1課時(shí) 電荷守恒定律 庫(kù)侖定律訓(xùn)練題（含解析） 新人教版.doc

2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 第6章 第1課時(shí) 電荷守恒定律 庫(kù)侖定律訓(xùn)練題（含解析） 新人教版考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒1.多個(gè)電荷庫(kù)侖力的平衡和場(chǎng)強(qiáng)疊加問(wèn)題2利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面確定場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，判斷電勢(shì)高低、電場(chǎng)力變化、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化等3帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題及其他變速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題4對(duì)平行板電容器電容決定因素的理解，解決兩類有關(guān)動(dòng)態(tài)變化的問(wèn)題5分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題6示波管、靜電除塵等在日常生活和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用.靜電現(xiàn)象的解釋點(diǎn)電荷庫(kù)侖定律靜電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)線電勢(shì)能、電勢(shì)電勢(shì)差勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示波管常用的電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上(2)公式：Fk，其中比例系數(shù)k叫做靜電力常量，k9.0109 Nm2/C2.(3)適用條件：真空中；點(diǎn)電荷5庫(kù)侖力作用下的共線、平衡問(wèn)題兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖3所示A處電荷帶正電荷量Q1，B處電荷帶負(fù)電荷量Q2，且Q24Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在AB直圖3線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則()AQ3為負(fù)電荷，且放于A左方BQ3為負(fù)電荷，且放于B右方CQ3為正電荷，且放于A、B之間DQ3為正電荷，且放于B右方答案A解析因?yàn)槊總€(gè)電荷都受到其余兩個(gè)電荷的庫(kù)侖力作用，且已知Q1和Q2是異種電荷，對(duì)Q3的作用力一為引力，一為斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之間根據(jù)庫(kù)侖定律知，由于B處的電荷Q2電荷量較大，Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的地方才有可能處于平衡，故應(yīng)放在Q1的左側(cè)要使Q1和Q2也處于平衡狀態(tài)，Q3必須帶負(fù)電，故應(yīng)選A.6應(yīng)用力學(xué)方法解決含庫(kù)侖力的平衡問(wèn)題兩個(gè)質(zhì)量分別是m1、m2的小球，各用絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時(shí)，兩絲線張開(kāi)一定的角度1、2，如圖4所示，此時(shí)兩個(gè)小球處于同一水平面上，則下列說(shuō)法正確的是()圖4A若m1>m2，則1>2B若m1m2，則12C若m1<m2，則1>2D若q1q2，則12答案BC解析以m1為研究對(duì)象，對(duì)m1受力分析如圖所示由共點(diǎn)力平衡得FTsin 1F庫(kù)FTcos 1m1g由得tan 1，同理tan 2，因?yàn)椴徽搎1、q2大小如何，兩帶電小球所受庫(kù)侖力屬于作用力與反作用力，永遠(yuǎn)相等，故從tan 知，m大，則tan 小，亦小，m相等，亦相等，故B、C正確方法提煉1三個(gè)自由點(diǎn)電荷僅在它們系統(tǒng)的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，滿足的規(guī)律是：兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大(中間電荷靠近電荷量較小的端電荷)2庫(kù)侖力參與下的共點(diǎn)力平衡問(wèn)題：分析方法與力學(xué)問(wèn)題相同，只是多了一個(gè)庫(kù)侖力而己，可以用正交分解法，也可以用矢量三角形法考點(diǎn)一靜電現(xiàn)象及電荷守恒定律1使物體帶電的三種方法及其實(shí)質(zhì)摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電是使物體帶電的三種方法，它們的實(shí)質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移而實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移的動(dòng)力是同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引2驗(yàn)電器與靜電計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理玻璃瓶?jī)?nèi)有兩片金屬箔，用金屬絲掛在一根導(dǎo)體棒的下端，棒的上端通過(guò)瓶塞從瓶口伸出(如圖5甲所示)如果把金屬箔換成指針，并用金屬做外殼，這樣的驗(yàn)電器又叫靜電計(jì)(如圖乙所示)注意金屬外殼與導(dǎo)體棒之間是絕緣的不管是靜電計(jì)的指針還是驗(yàn)電器的箔片，它們張開(kāi)角度的原因都是同種電荷相互排斥的結(jié)果圖5例1使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，其中正確的是()解析由于靜電感應(yīng)，當(dāng)帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器時(shí)，驗(yàn)電器達(dá)到靜電平衡，近端(靠近金屬球端)感應(yīng)出異種電荷，遠(yuǎn)端(金屬箔片)感應(yīng)出同種電荷，只有B正確答案B突破訓(xùn)練1把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開(kāi)一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間互相排斥，則A、B兩球原來(lái)的帶電情況可能是()A帶等量異種電荷 B帶等量同種電荷C帶不等量異種電荷 D一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電答案BCD解析兩球接觸后所帶總電荷量等于原來(lái)各自帶電荷量的代數(shù)和，每個(gè)球所帶電荷量為總電荷量的一半因此只要兩球原來(lái)不帶等量異種電荷，則總電荷量不為零，分開(kāi)后兩球就帶同種電荷，有相互作用的斥力考點(diǎn)二對(duì)庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用庫(kù)侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時(shí)，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫(kù)侖定律，否則不能適用例2如圖6所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支架上，兩球心間的距離為l，為球殼外半徑r的3倍若使它們帶上等量異種電荷，使其所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么a、b兩球之間的圖6萬(wàn)有引力F1與庫(kù)侖力F2為()AF1G，F(xiàn)2kBF1G，F(xiàn)2kCF1G，F(xiàn)2kDF1G，F(xiàn)2k解析雖然兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，因此，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律；而本題中由于a、b兩球殼所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍，不滿足l遠(yuǎn)大于r的要求，故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律，D正確答案D突破訓(xùn)練2兩個(gè)分別帶有電荷量Q和3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)侖力的大小為F.兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫(kù)侖力的大小為()A.F B.F C.F D12F答案C解析由庫(kù)侖定律知，F(xiàn)，兩小球接觸后電荷量先中和再平分，使得兩小球帶電荷量均為Q，此時(shí)的庫(kù)侖力FF.考點(diǎn)三庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題例3如圖7所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B.當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度為.若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2，分別為30和45，則為() 圖7A2 B3 C2 D3解析對(duì)A受力分析如圖所示，由庫(kù)侖定律得Fk；又rlsin ，F(xiàn)Gtan 由以上各式可解得qB，因G、l、qA、k不變，則2.故C正確答案C處理點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的方法1.確定研究對(duì)象如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”；2對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，多了庫(kù)侖力(F)；3列平衡方程(F合0或Fx0，F(xiàn)y0)突破訓(xùn)練3如圖8所示，水平光滑的絕緣細(xì)管中，兩相同的帶電金屬小球相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相距L時(shí)，加速度大小均為a，已知A球 圖8帶電荷量為q，B球帶電荷量為3q.當(dāng)兩球相碰后再次相距為L(zhǎng)時(shí)，兩球加速度大小為多大？答案aa解析設(shè)兩球的質(zhì)量均為m，開(kāi)始兩球相距L時(shí)，庫(kù)侖力大小為F，則a相碰后兩球電荷量先中和，后平分，所以帶電荷量均為q，兩球再次相距為L(zhǎng)時(shí)，庫(kù)侖力F，則兩球加速度均為a由式得aa.30挖掘隱含條件，解決庫(kù)侖力作用下的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 解析設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律有mgm（2分）設(shè)當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度為v2，管壁對(duì)小球的作用力為F，根據(jù)牛頓第二定律有Fmgm （2分）小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中只有重力做功，故機(jī)械能守恒則mvmg2Rmv（2分）由式解得F6mg （1分）由牛頓第三定律得球?qū)鼙诘淖饔昧F6mg. （1分）答案6mg在審題過(guò)程中，不但要了解題目所描述的是什 么物理現(xiàn)象，物理過(guò)程如何，求解什么問(wèn)題，更重要的是要對(duì)題目文字和圖象的關(guān)鍵之處仔細(xì)領(lǐng)會(huì)，從中獲取有效信息，即所謂要挖掘題目中的隱含條件對(duì)有些物理問(wèn)題，能否快速正確地挖掘隱含條件可成為解題的關(guān)鍵本題中“細(xì)管截面半徑遠(yuǎn)小于半徑R”表明小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就是R；“小球在最高點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)細(xì)管無(wú)作用力”表明在最高點(diǎn)時(shí)小球所需向心力由重力和庫(kù)侖力二力的合力提供另外，有庫(kù)侖力參與的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題與牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題本質(zhì)上是相同的，值得注意的兩點(diǎn)是：(1)列方程時(shí)，注意庫(kù)侖力的方向，如本題中在最高點(diǎn)時(shí)向上，在最低點(diǎn)時(shí)向下；(2)本題中，庫(kù)侖力總與速度方向垂直，庫(kù)侖力不做功突破訓(xùn)練4如圖10所示，帶正電的甲球固定在足夠大的光滑絕緣 水平面上的A點(diǎn)，其帶電荷量為Q；質(zhì)量為m、帶正電的乙球在 水平面上的B點(diǎn)由靜止釋放，其帶電荷量為q；A、B兩點(diǎn)間的距圖10 離為l0.釋放后的乙球除受到甲球的靜電力作用外，還受到一個(gè)大小為Fk(k為靜電力常量)、方向指向甲球的恒力作用，兩球均可視為點(diǎn)電荷(1)求乙球在釋放瞬間的加速度大??；(2)求乙球的速度最大時(shí)兩個(gè)電荷間的距離；(3)請(qǐng)定性地描述乙球在釋放后的運(yùn)動(dòng)情況(說(shuō)明速度的大小及運(yùn)動(dòng)方向的變化情況)答案見(jiàn)解析解析(1)對(duì)乙球，由牛頓第二定律得：kFma，解得：a(2)當(dāng)乙球所受的合力為零，即庫(kù)侖力大小與恒力F相等時(shí)，乙球的加速度為零，速度最大，設(shè)此時(shí)兩電荷間的距離為x，則有：kk，解得：x2l0(3)乙球先做遠(yuǎn)離甲球的運(yùn)動(dòng)，速度先增大后減小，然后又反向做速度先增大后減小的運(yùn)動(dòng)，返回到釋放點(diǎn)B后，再重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，之后就在B點(diǎn)和最遠(yuǎn)端之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)高考題組1(xx浙江理綜19)用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的 絕緣桌面上小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆 套自上而下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5 cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖11所示對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說(shuō)法正確的 圖11是 ()A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷C圓環(huán)被吸引到筆套的過(guò)程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和答案ABC解析筆套與頭發(fā)摩擦后，能夠吸引圓環(huán)，說(shuō)明筆套上帶了電荷，即摩擦使筆套帶電，選項(xiàng)A正確；筆套靠近圓環(huán)時(shí)，由于靜電感應(yīng)，會(huì)使圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)被吸引到筆套的過(guò)程中，是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)所受的重力，故選項(xiàng)C正確；筆套接觸到圓環(huán)后，筆套上的部分電荷轉(zhuǎn)移到圓環(huán)上，使圓環(huán)帶上相同性質(zhì)的電荷，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(xx上海單科16)如圖12，在水平面上的箱子內(nèi)，帶異種電荷的小球a、b用絕緣細(xì)線分別系于上、下兩邊，處于靜止?fàn)顟B(tài)地面受到的壓力為N，球b所受細(xì)線的拉力為F.剪斷連接球b的細(xì)線后，在球b上升過(guò)程中地面受到的壓力 () 圖12A小于N B等于NC等于NF D大于NF答案D解析剪斷連接球b的細(xì)線后，b球會(huì)向上加速，造成兩球之間的靜電力F電增大，設(shè)箱子質(zhì)量為M，剪斷前由整體法有NMgmagmbg，F(xiàn)電mbgF.剪斷后對(duì)箱和a球有NMgmagF電NmbgF電，由于F電>F電，所以N>NF，故選D.3(xx海南3)三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變由此可知()An3 Bn4 Cn5 Dn6答案D解析根據(jù)庫(kù)侖定律，球3未與球1、球2接觸前，球1、2間的庫(kù)侖力Fk，三個(gè)金屬小球相同，接觸后電荷量均分，球3與球2接觸后，球2和球3的帶電荷量q2q3，球3再與球1接觸后，球1的帶電荷量q1，此時(shí)1、2間的作用力Fkk，由題意知FF，即n，解得n6.故D正確模擬題組4如圖13所示，兩個(gè)電荷量均為q的小球用長(zhǎng)為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩連接，靜止在光滑的絕緣水平面上兩個(gè)小球的半徑rl，k表示圖13靜電力常量則輕繩的張力大小為 ()A0 B. C. D.答案B解析輕繩的張力大小等于兩個(gè)帶電小球之間的庫(kù)侖力，由庫(kù)侖定律知，F(xiàn)，B正確5如圖14甲所示，直線上固定兩個(gè)正點(diǎn)電荷A與B，其中B帶Q的電荷量，C、D兩點(diǎn)將AB連線三等分現(xiàn)使一個(gè)帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn)開(kāi)始以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子的重力，并且已知該負(fù)電荷在CD間運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則A點(diǎn)電荷的帶電荷量為()圖14AQ B2Q C3Q D4Q答案D解析根據(jù)vt圖象可知，該負(fù)電荷在CD間運(yùn)動(dòng)的速度逐漸減小，到D點(diǎn)時(shí)速度減為零，加速度為零，合外力也為零，根據(jù)庫(kù)侖定律及平衡條件有kk，代入數(shù)據(jù)，可得QA4Q，選項(xiàng)D正確(限時(shí)：30分鐘)題組1物體帶電的實(shí)質(zhì)和電荷守恒定律的應(yīng)用1關(guān)于電現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()A感應(yīng)起電是利用靜電感應(yīng)，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分的過(guò)程B帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，中性物體得到多余電子就一定帶負(fù)電，失去電子就一定帶正電C摩擦起電是普遍存在的現(xiàn)象，相互摩擦的兩個(gè)物體總是同時(shí)帶等量異種電荷D當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時(shí)，必然有等量異種電荷出現(xiàn)，當(dāng)一種電荷消失時(shí)，必然有等量異種電荷同時(shí)消失答案ABD解析感應(yīng)起電是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，而摩擦起電是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，但相互摩擦的兩個(gè)物體總是帶等量異種電荷，故A正確，C錯(cuò)誤；由電荷守恒定律可知D正確；中性物體得到多余電子帶負(fù)電，失去電子帶正電，B正確2如圖1所示，左邊是一個(gè)原來(lái)不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來(lái)靠近的 帶正電的導(dǎo)體球，若 用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi)， 分導(dǎo)體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的是()圖1A沿虛線d切開(kāi)，A帶負(fù)電，B帶正電，且QA>QBB只有沿虛線b切開(kāi)，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QAQBC沿虛線a切開(kāi)，A帶正電，B帶負(fù)電，且QA<QBD沿任意一條虛線切開(kāi)，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)答案D解析導(dǎo)體原來(lái)不帶電，只是在C所帶正電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng)，使B部分多了電子而帶負(fù)電，A部分少了電子而帶正電根據(jù)電荷守恒定律可知，A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多出的電子數(shù)目是相同的，因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi)，兩部分的電荷量總是相等的，不過(guò)從不同位置切開(kāi)時(shí)，QA、QB的值是變化的，故只有D正確3兩個(gè)相同的金屬小球所帶電荷量不同，小球間相距一定距離時(shí)有相互作用的庫(kù)侖力如果將它們相互接觸一下，再放到原來(lái)的位置，則兩金屬小球之間庫(kù)侖力的變化情況是()A如果相互接觸前庫(kù)侖力是引力，則相互接觸后庫(kù)侖力仍是引力B如果相互接觸前庫(kù)侖力是引力，則相互接觸后庫(kù)侖力是斥力C如果相互接觸前庫(kù)侖力是斥力，則相互接觸后庫(kù)侖力一定增大D如果相互接觸前庫(kù)侖力是斥力，則相互接觸后庫(kù)侖力一定減小答案BC解析因兩小球所帶電荷量不同，如果相互接觸前庫(kù)侖力是引力，則兩小球帶異種電荷，相互接觸后將變成同種等量電荷，庫(kù)侖力是斥力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；如果相互接觸前庫(kù)侖力是斥力，則兩小球帶同種電荷，相互接觸后，電荷重新等量分配，兩小球所帶電荷量的乘積最大，則相互接觸后庫(kù)侖力一定增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤題組2庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用4用控制變量法，可以研究影響電荷間相互作用力的因素如圖2所示，O是一個(gè)帶電的物體，若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置，可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小，這個(gè)力的大小可以通過(guò)絲線偏離豎直方向的角度顯示出來(lái) 圖2若物體O的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示，物體與小球間距離用d表示，物體和小球之間的作用力大小用F表示則以下對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷正確的是()A保持Q、q不變，增大d，則變大，說(shuō)明F與d有關(guān)B保持Q、q不變，減小d，則變大，說(shuō)明F與d成反比C保持Q、d不變，減小q，則變小，說(shuō)明F與q有關(guān)D保持q、d不變，減小Q，則變小，說(shuō)明F與Q成正比答案C解析本題考查庫(kù)侖定律根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件可知Fkmgtan ，保持Q、q不變，增大d，F(xiàn)將變小，則變小，說(shuō)明F與d有關(guān)，但不能確定成反比關(guān)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；保持Q、d不變，減小q，則變小，說(shuō)明F與q有關(guān)，選項(xiàng)C正確；保持q、d不變，減小Q，則變小，說(shuō)明F隨Q的減小而減小，但不能確定成正比關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5如圖3所示，兩個(gè)帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以肯定()A兩球都帶正電B兩球都帶負(fù)電C大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力圖3D兩球受到的靜電力大小相等答案D解析由題圖可知，兩帶電球相互排斥，則說(shuō)明兩球一定帶有同種電荷，但不能確定是正電荷，還是負(fù)電荷，故A、B錯(cuò)；兩帶電球間的靜電力具有一般力的共性，符合牛頓第三定律，故C錯(cuò)，D對(duì)6如圖4所示，可視為點(diǎn)電荷的小球A、B分別帶負(fù)電和正電，B球固定，其正下方的A球靜止在絕緣斜面上，則A球受力個(gè)數(shù)可能為()A可能受到2個(gè)力作用圖4B可能受到3個(gè)力作用C可能受到4個(gè)力作用D可能受到5個(gè)力作用答案AC解析以A為研究對(duì)象，根據(jù)其受力平衡可得，如果沒(méi)有摩擦，則A對(duì)斜面一定無(wú)彈力，只受重力和庫(kù)侖引力兩個(gè)力作用而平衡；如果受摩擦力，則一定受彈力，所以此時(shí)A受4個(gè)力作用而平衡，A、C正確7真空中有甲、乙兩個(gè)相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，相距為r，它們之間的靜電力為F.若甲的電荷量是乙電荷量的3倍，現(xiàn)將甲和乙接觸后置于相距為2r的位置，則它們之間的靜電力變?yōu)?)A. B.FC12F D.答案AD解析若甲、乙兩球帶同種電荷，設(shè)Q甲3q，Q乙q，則接觸前Fk；接觸后，它們的電荷量均分，都是2q，則Fk.若甲、乙兩球帶異種電荷，接觸后它們的電荷量都是q，則Fk，A、D正確8如圖5所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上圓心為O點(diǎn)，過(guò)O點(diǎn)作一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A，使A到O點(diǎn)的距離為R，在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷q，則q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為 ()A.，方向向上 B.，方向向上 圖5C.，方向水平向左 D不能確定答案B解析先把帶電圓環(huán)分成若干個(gè)小部分，每一小部分可視為點(diǎn)電荷，各點(diǎn)電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷的庫(kù)侖力在水平方向上相互抵消，豎直向上方向上的電場(chǎng)力大小為，故選B.題組3庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題9如圖6所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長(zhǎng)度都是L，懸線上端都固定在同一點(diǎn)O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，在偏離B球s的地方靜止平衡，此時(shí)A受到繩的拉力為FT；現(xiàn)保持其他條件不變， 圖6用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距離B為處?kù)o止平衡，則A受到繩的拉力為()AFT B2FT C4FT D8FT答案D解析對(duì)A球受力分析如圖所示，由圖知F斥和FT的合力F與mg等大反向，由幾何知識(shí)知，F(xiàn)、FT、F斥組成的力的矢量三角形與幾何OAB相似，所以，當(dāng)A、B間距變?yōu)闀r(shí)，有，解以上兩式得FT8FT，故選D.10A、B兩帶電小球，質(zhì)量分別為mA、mB，電荷量分別為qA、qB， 用絕緣不可伸長(zhǎng)的細(xì)線如圖7懸掛，靜止時(shí)A、B兩球處于同 一水平面若B對(duì)A及A對(duì)B的庫(kù)侖力分別為FA、FB，則下列判斷正確的是() 圖10AFA<FBBOC細(xì)線的拉力FTC(mAmB)gCAC細(xì)線對(duì)A的拉力FTAgD同時(shí)燒斷AC、BC細(xì)線后，A、B在豎直方向的加速度相同答案BD解析A與B之間的庫(kù)侖力是作用力與反作用力的關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；以A、B為整體作為研究對(duì)象，豎直方向的合力為零，即OC細(xì)線的拉力FTC(mAmB)g，選項(xiàng)B正確；以A為研究對(duì)象，AC細(xì)線對(duì)A的拉力FTA，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同時(shí)燒斷AC、BC細(xì)線后，A、B在豎直方向的加速度均為g，選項(xiàng)D正確11在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球(視為質(zhì)點(diǎn))通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q(未知)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖8所示已知靜電力常量為k.則下列說(shuō)法中正確的是()A電荷量Q 圖8B電荷量Q C線對(duì)小球的拉力FD線對(duì)小球的拉力F答案A解析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，進(jìn)行受力分析，小球受到三個(gè)力的作用：細(xì)線的拉力F、庫(kù)侖斥力F、重力G作用，且處于平衡狀態(tài)，設(shè)細(xì)線與水平方向的夾角為，則Fsin mg，sin ，解得F，C、D錯(cuò)誤；水平方向上Fcos kcos ，解得Q ，A正確，B錯(cuò)誤題組4在庫(kù)侖力作用下的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題12如圖9所示，正電荷q1固定于半徑為R的半圓光滑軌道的圓心處，將另一帶正電、電荷量為q2、質(zhì)量為m的小球，從軌道的A處無(wú)初速度釋放，求：圖9(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小球在B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力答案(1)(2)3mgk，方向豎直向下解析(1)帶電小球q2在半圓光滑軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，庫(kù)侖力不做功，故機(jī)械能守恒，則mgRmv解得vB.(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，受到重力mg、庫(kù)侖力F和支持力FN，由圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律得FNmgkm解得FN3mgk根據(jù)牛頓第三定律，小球在B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為FNFN3mgk方向豎直向下13如圖10所示，質(zhì)量為m的小球A放在絕緣斜面上，斜面的傾角為 .小球A帶正電，電荷量為q.在斜面上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q 的正電荷，將小球A由距B點(diǎn)豎直高度為H處無(wú)初速度釋放小球 A下滑過(guò)程中電荷量不變不計(jì)A與斜面間的摩擦，整個(gè)裝置處在 圖10真空中已知靜電力常量k和重力加速度g.(1)A球剛釋放時(shí)的加速度是多大？(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，求此時(shí)A球與B點(diǎn)的距離答案(1)gsin (2) 解析(1)根據(jù)牛頓第二定律mgsin Fma根據(jù)庫(kù)侖定律：Fk，r聯(lián)立以上各式解得agsin .(2)當(dāng)A球受到合力為零、加速度為零時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大設(shè)此時(shí)A球與B點(diǎn)間的距離為R，則mgsin ，解得R .