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1、配餐作业（二十）库仑定律电场力的性质 A 组 ?基础巩固题 1.（传统文化）中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨 针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布 示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（） A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 解析 由题意可知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，存在磁偏角，A 项正确 ; 磁 感线是闭合的，再由图可推知地球内部存在磁场，
2、地磁南极在地理北极附近，故B 项正确 ; 只有 赤道上方附近的磁感线与地而平行，故C 项错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方 向与地磁场方向不平行，故地磁场对其有力的作用，这是磁场的基本性质，故D 项正 确。 答案 C 2.A.是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从 力点沿电场线运动到点，其速度u 与时间才的关系图象如图所示。则此电场的电场线分布可 能是选项图屮的（） 解析 从图彖可以看出，粒子的速度随时间逐渐减小，图线的斜率增大，说明粒子的加 速度逐渐增人，电场强度变人，从力到电场线变密，综合分析可知，负电荷顺着电场线运动， A 项正确。 答案 A 3
3、?（多选）用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场的强弱。如图甲是等量异种点电 荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：0 是电荷连线的中点，E. F 是连线中垂线上相对 于。点对称的两点，B、C 和久也相对于 0 点对称。则（） A.B、Q两点场强大小和方向都相同 B.A.两点场强大小相等，方向相反 C.E、0、尸三点比较，。点场强最强 D.B、0、C 三点比较，。点场强最弱 解析 由等量异种点电荷的电场线分布规律可知A、C、D 项正确， B 项错误。 答案 ACD 4. （多选）如图所示，两个带等量正电荷的小球/ 、（可视为点电荷） 被固定在光滑绝缘水 平面上。P、川是小球久连线的垂直平分
4、线上的点，比 P0= ON 。现将一个电荷量很小的带负 电的小球 c（可视为质点）从户点由静止释放，在小球q 向川点运动的过程中，关于小球C 的速 度图象中，可能正确的是（） 解析 在的垂直平分线上，从无穷远处到。点电场强度先变大后变小，到0 点变为 ?)3 Di 11 C 甲乙 零，小球 C受力沿垂直平分线，加速度先变大后变小，速度不断增大，在0 点加速度变为零 , 速 度达到最大， r-t 图线的斜率先变大后变小；由0 点到无穷远处，速度变化情况与另一侧速度的 变化情况具有对称性；如果只河相距足够远，则B 项正确，如果只沖相距很近, 则 A 项正确。 答案 AB 5?（2017 ?江苏）如
5、图所示，三块平行放置的带电金属薄板久B、C中央各有一小孔， 小 孔分别位于 0、K ”点。由 0 点静止释放的电子恰好能运动到“点。现将 C 板向右平移到P点， 则由 0 点静止释放的电子（） nA .B.C . I I I I I I I O Ml P P f ；; A. 运动到 / ，点返回 B. 运动到和 P 点之 I可返回 C. 运动到 P 点返回 D. 穿过 P 点 解析AB.滋之间为匀强电场，电子先加速后减速恰能到达P 点，C 板向右移动， C 板 上的 电荷量 0 保持不变，B、C 板间场强为 = =另=斗纟，故 C 板间的场强分布不变， d Cd rD 电子静止释放后恰能运动到
6、“点，之后反向运动，故A 项正确。 答案 A 6. （多选）如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷 的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在静电力和弹簧弹力 的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为汁时起点, 则下列 描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图彖正确的是（） 解析 将电场反向，小球在水平方向上受到向右的电场力和弹簧的弹力，小球离开弹簧 脱离弹赞后，小球的加速度心當，保持不变。可知小球先做加速度逐渐减小的加速运动, 后做匀 加速运动，故 A、C 项正确， B、D 项错误。 答案 AC 7.（多选
7、）如图所示，两个带电小球 / 、分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在 同 一竖直平而内，用水平向左的推力尸作用于球，两球在图示实线位置静止。现将球向左移动 少许，发现力球随之移动，两球在煜线位置重新平衡，则重新平衡时的情况与移动前相比，下列 说法中正确的是（） 解析 以畀、两球整体为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得屉 os ” = （加 +/fe ）g, FA= F+ FEn a , JI a角为定值。以为研究对彖受力分析如乙图所示，由平衡条 件得FgsXmg,电 sin“，且角减小。整理可得尸电=7，随角减小，F COS P 电减小，结合库仑定律可知，两小球Z 间的距离变大，
8、D 项错误；由 ?j=A.usin 0 可判断问减小， A 项正确；F产血+血”不变， B 项错误；推力F=FF a减小， C项正确。 cos a A. B. C. D. 前，根据牛顿笫二定律得，小球的加速度臼=必土空 , 知臼随压缩量 X 的减小均匀减小 , A. 墙面对 / 的弹力变小 C.推力尸变小 B. 斜面对的弹力变大 D.两小球之间的距离变小 答案 AC 【解题技巧】 考查连接体问题的动态平衡，整体法、隔离法相结合是解决此类问题的根本方法。 A 、 、 M - - N B 8.（2017 ?天津）（多选）如图所示，在点电荷0 产生的电场中，实线必V 是一条方向 未标 出的电场线，虚
9、线是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在久两点的加速度 大小分别为、创，电势能分别为忌、弘。下列说法正确的是（） A.电子一定从向运动 B.若创，则 0 靠近必端且为正电荷 C. 无论 0 为正电荷述是负电荷一定有恥氏 B D. $点电势可能高于力点电势 解析电子在电场中做曲线运动，虚线/! 是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿 电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示。由所知条件无法判断电 子的运动方向，故A 项错误；若创创，说明电子在点受到的电场力较大，财点的电场强度 较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近紡端为场源电荷的位置，应带正电，故B 项正确；无论
10、FB 0 为正电荷还是负电荷，一定有电势eeR,电子电势能氏=一 ?e ,电势能 是标量，所以一定有优 K耳，故 c 项正确，D项错误。 答案 BC B 组 ?能力提升题 9.如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷0, 表面绝缘的带正电小 球（可视为质点且不影响0 的电场），从左端以初速度滑上金属板光滑的上表面，向右运动 到右端，在运动过程中（） ?+Q A.小球先做减速运动再做加速运动 B.小球受到的合力的冲量为零 C.小球的电势能先减小，后增加 D.小球先加速运动，后减速运动 解析 金属板的表而是一个等势而， 带电小球受到的电场力沿竖直方向，水平方向不受 外力， 小球做匀速直
11、线运动，电场力不做功，电势能不变，合外力的冲量为零，综上所述, 只有 B 项正 确。 答案 B 10. 一个外半径为斤，内半径为厂的带正电空心金属球壳，球心在x 轴上的 0 点，金属球 壳在周围空间产生静电场，则其电场强度的大小占在X 轴上的分布情况是（） c. 解析 带电金属球壳内的场强为冬，所以D 项正确。答案 D 11. 如图所示，在真空区域I、II 中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下，在区 域 I 中有一个带负电的粒子沿电场线以速度旳匀速下落，并进入区域II （电场范围足够大）。则 选项图中描述的粒子在这两个电场中运动的速度一时间图象屮，可能正确的是（以旳方向 为正方向）（） 解
12、析 带负电的粒子受到重力和电场力的作用，在上面的电场中重力等于电场力，粒子恰好 做匀速直线运动，在下面的电场中，电场力将大于重力，粒子做匀减速直线运动，待速度为零 后反向运动，然后返回上而的电场做匀速直线运动，由分析可知，c 项正确。 ()r R B. E B. C. I). 答案 c 12. 如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为仍、电量均为+ 0 的物体弭和B(A、B 均可视为质点 ) ， 它们间的距离为门与水平面间的动摩擦因数均为求： (1) 力受的摩擦力为多大？ (2) 如果将 M 的电量增至 +40,两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A. B 各运 动了多远距离？ 解析(
13、1)由平衡条件可知A受的摩擦力 f= F= r (2) 物体运动后，当加速度日=0 时，设 M、间距离为” o 根据牛顿第二定律： ApC “ g=0,得 由题意可知力、运动的距离均为 13.如图所示，在光滑绝缘水平面上点的正上方0 处固定一个质点，在水平面上的 点放另一个质点，两个质点的质量均为血带电荷量均为+a C为血 / 直线上的另一点(0、A. B、Q位于同一竖直平面上 ) ，A. 0 间的距离为厶A.和 2 C 间的距离均为彳，在空间加一 个水平方向的匀强电场后/ 处的质点处于静止状态。试问: 答案 启 r 故 s= Q (2)弭、运动距离均为 (1) 该匀强电场的场强为多大？其方向
14、如何？ (2) 给昇处的质点一个指向C 点的初速度，该质点到达点时所受的电场力为多大? (3) 若指向 C 点的初速度大小为旳，质点到达C 点时的加速度和速度分别为多大？ 解析(1)根据库仑定律有 根据共点力平衡条件有 /sin30=EQ, Qin 30 kO 由以上两式得上 -Q =寺,方向由 M 指向( 或水平向右 ) 。 (2)小球在点受到的库仑力 口kQ 丘Zsin60 20 由平行四边形定则得合电场力 (3) 由牛顿第二定律得 Asin30 | 根据动能定理有 EQL= 知#_知说, 答案嵌，方向由外指向C 弊 等 EQ 2+ Zsin60 6Z2 cl= III 1111? 由此得