2020-2021学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 习题课 库仑定律和电场强度课后习题（含解析）新人教版必修3.docx

1、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C2.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

2、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C3.(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bB.该粒子带负电荷,运动方

3、向为由a至bC.该粒子带正电荷,运动方向为由b至aD.该粒子带负电荷,运动方向为由b至a答案BD4.(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、,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,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MC.q一定大于QD.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;kQqr2=mgtan=Mgtan,所以mM,B对。选AB。答案AB5.(2018全国)如图,三个固定的带电小球a,b和c,相互间的

4、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=169B.a、b的电荷异号,k=169C.a、b的电荷同号,k=6427D.a、b的电荷异号,k=6427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=FbcFac=34,解得k=6427,故D正确。答案D6.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

5、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,=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,根据库仑定律得F=kQqr2,解得r=kQqmgtan=3kQqmg。答案3kQqmg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.qkFB.q2kFC.2qkFD.2qFk解析以甲、乙整体为研究对象,由牛顿

6、第二定律得F=2ma。以乙为研究对象,由牛顿第二定律得kq2r2=ma,联立得r=q2kF,故B正确,A、C、D错误。答案B2.如图所示,匀强电场方向沿与水平方向成=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=mgE,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=2mgE,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=qEcos30F1sin=mg+qEsin30联立解得=60,F1=3mg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=mgsin60=32mgF2的方向与水平方向的夹角为60,斜向左上方。答案(1)3mg方向与水平方向的夹角为60,斜向右上方(2)32mg方向与水平方向的夹角为60,斜向左上方