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1、电场力的性质同步练习（45分钟）1如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电Q，B带电9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为()A正B的右边0.4 m处 B正B的左边0.2 m处C负A的左边0.2 m处 D负A的右边0.2 m处解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确答案：C2(2014北京石景山测试)如图所示，某点O处固定一点电荷Q，一电荷量为q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动，两轨道相切于P点两个运动电荷的质
2、量相等，它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计，且q1q2.当q1、q2经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度的大小分别为a1、a2，下列关系正确的是()Aa1a2 B. a1v2解析：设两个运动电荷的质量为m，PO间的距离为r，在P点对q1有km，对q2有km，所以v1v2，D正确，C错误；在P点q1的加速度a1，q2加速度a2，由于q1q2，所以a1a2，故A、B错误答案：D3(2014湖北武汉模拟)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示已知静电力常量为k，重力加速度为g
3、，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为()A.B. C. D.解析：3kcos mg，sin ，联立解得q.答案：C4在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30角，b点的场强方向与ab连线成120角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为()A正电、E/3 B负电、E/3C正电、3E D负电、3E解析：分别将经过a点和b点的电场线延长交于一点O，如图所示，则O点即为点电荷Q所在的位置，电场线指向此电荷，则Q为负电荷；由几何关系可知，如果Obd，则Oad，由点电荷产生的电场强度表达式为E可知，点电荷在b点产生的场强大小为3E，D正确答案：
4、D5(2014广西三校联考)一带正电小球从光滑绝缘的斜面上O点由静止释放，在斜面上水平虚线ab和cd之间有水平向右的匀强电场如图所示下面哪个图象能正确表示小球的运动轨迹()解析：带正电小球从光滑绝缘的斜面上O点由静止释放，开始做匀加速直线运动进入电场区域后受到水平向右的电场力而偏转，出电场后向下偏转，所以能正确表示小球的运动轨迹的是D.答案：D6利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，是一项重要的物理应用技术在等量正点电荷所激发的电场中，可以使带电粒子做匀速圆周运动如图所示，AB为两个点电荷连线的中垂线，粒子在其上P点获得一垂直纸面向外的速度，恰好在中垂面上做匀速圆周运动以下判断正确的是()A该粒
5、子可能带正电 B该粒子一定带负电C若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，粒子仍在原轨道做匀速圆周运动D若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，粒子将无法在原轨道做匀速圆周运动解析：根据同种电荷产生电场的特点及场强的叠加原理可知，P点场强沿PA方向，粒子做匀速圆周运动，所受电场力的合力提供向心力，则该粒子一定带负电，B正确；M、N带电量缓慢增大，P点处场强增大，粒子所受电场力增大，粒子将做近心运动，运动半径会不断减小，D正确答案：BD7(2014眉山模拟)如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距L.在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q(视为点电荷
6、)，在P点平衡，PA与AB的夹角为，不计小球的重力，则()Atan3 Btan CO点场强为零 DQ1FB，r1r2，所以Q1Q2，因此O点的场强不为零，故C、D均错误答案：A8(2014双鸭山模拟)如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止设小球A带电荷量大小为QA，小球B带电荷量大小为QB，下列判断正确的是()A小球A带正电，小球B带负电，且QAQBB小球A带正电，小球B带负电，且QAQBD小球A带负电，小球B带正电，且QAQB解析：若A带正电，B带负电，则小球B受的电场力QBE和A、B间的库仑力方向均向左，合力向左，不
7、能向右加速运动，故只能是A带负电，B带正电，选项A、B均错把A和B看成一个整体，二者的电量代数和必为正值，才可使整体受向右的电场力而向右做匀加速运动，所以必有QA0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的绝缘轻弹簧连接当3个小球处于静止状态时，每根弹簧的长度均为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()Al Bl Cl Dl解析：要求弹簧原长，必须求出弹力大小，弹力属于系统内力，需隔离受力简单的最左边小球(或最右边小球)为研究对象分析，由受力平衡：k0(ll0)，解得：l0l，故C项正确答案：C10(2014安徽模拟)如图所示，带电小球A、B所带的电荷量分别为Q1
8、、Q2，都用长为L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d.为使平衡时A、B间距离减为d/2，则下列方法可采用的是()A将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B将小球B的质量增加到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的8倍解析：本题用三角形相似处理，必须保证.经检验知B正确答案：B11竖直平面xOy内有一半径为R m的圆O与坐标系的原点重合的圆形区域，如图所示，在圆心O有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v01 m/s，质量为m1106 kg，带电荷量为q1108 C的油滴圆形区域内的匀强电场方向沿y 方向
9、，电场强度E8102 N/C.不考虑油滴间的相互作用，g取10 m/s2.求：(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴，在电场中运动的时间；(2)射出圆形电场区域的油滴的最大动能解析：(1)油滴沿x轴方向做匀速运动，速度为v0，沿y方向做匀加速运动，加速度为amgqEma，yat2沿x轴方向做匀速运动：xv0tx2y2R2解得：t1 s.(2)重力和电场力的合力做功最多的油滴射出圆形电场的动能最大，从喷枪喷出的油滴，沿y方向射出的油滴有最大动能Ekm(mgqE)REkmmvEkmmv(mgqE)R代入数据解得Ekm3.3106 J.答案：(1)1 s(2)3.3106 J12(2014济南一模
10、)如图所示，在倾角37的绝缘面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，电场强度E4.0103 N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板质量m0.20 kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回已知斜面的高度h0.24 m，滑块与斜面间的动摩擦因数0.30，滑块带电荷q5.0104 C取重力加速度g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求：(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留2位有效数字)解析：(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力f(mgqE)cos 37，设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理有(mgqE)hfmv，解得v12.4 m/s.(2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的最大高度设为h1，根据动能定理得(mgqE)h1fmv，代入数据解得h10.10 m.(3)滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能，Q(mgqE)h0.96 J.答案：(1)2.4 m/s (2)0.10 m (3)0.96 J4