《(全國通用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專題50 電荷守恒定律 庫侖定律加練半小時(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國通用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專題50 電荷守恒定律 庫侖定律加練半小時(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電荷守恒定律 庫侖定律
[方法點(diǎn)撥] (1)注意庫侖力的大小與兩點(diǎn)電荷間的距離平方成反比.(2)庫侖力作用下的物體平衡問題,要注意整體法、隔離法的應(yīng)用.
1.(2018·河北省邢臺市質(zhì)檢)如圖1所示,帶電物體P、Q可視為點(diǎn)電荷,電荷量相同.傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體放在粗糙水平面上,將質(zhì)量為m的物體P放在粗糙的斜面體上.當(dāng)物體Q放在與P等高(PQ連線水平)且與物體P相距為r的右側(cè)位置時,P靜止且受斜面體的摩擦力為0,斜面體保持靜止,靜電力常量為k,則下列說法正確的是( )
圖1
A.P、Q所帶電荷量為
B.P對斜面的壓力為0
C.斜面體受到地面的摩擦力為0
D.斜面體對地面
2、的壓力為(M+m)g
2.如圖2所示,光滑水平面上固定金屬小球A,用長為l0的絕緣彈簧將A與另一個金屬小球B連接,讓它們帶上等量同種電荷,彈簧伸長量為x1;若兩小球電荷量各漏掉一半,彈簧伸長量變?yōu)閤2,則有( )
圖2
A.x2=x1 B.x2>x1
C.x2=x1 D.x2
3、的帶電小球A固定在絕緣天花板上,帶電小球B的質(zhì)量也為m,在空中水平面內(nèi)的某一圓周上繞小球A正下方的O點(diǎn)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動,如圖4所示.已知小球A、B間的距離為R,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,下列說法正確的是( )
圖4
A.小球A和B一定帶同種電荷
B.小球B轉(zhuǎn)動的線速度大小為
C.小球B所帶的電荷量為
D.A、B兩球間的庫侖力對B球做正功
5.如圖5所示的xOy坐標(biāo)系中,x軸上固定一個點(diǎn)電荷Q,y軸上固定一根光滑絕緣細(xì)桿(細(xì)桿的下端剛好在坐標(biāo)原點(diǎn)O處),將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)(視為質(zhì)點(diǎn))從桿上P處由靜止釋放,圓環(huán)從O處離開細(xì)桿后恰好繞點(diǎn)電荷Q做圓周運(yùn)
4、動.下列說法正確的是( )
圖5
A.圓環(huán)沿細(xì)桿從P運(yùn)動到O的過程中,加速度一直增大
B.圓環(huán)沿細(xì)桿從P運(yùn)動到O的過程中,速度先增大后減小
C.增大圓環(huán)所帶的電荷量,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動
D.將圓環(huán)從桿上P的上方由靜止釋放,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動
6.(2019·黑龍江省哈三中月考)兩個正點(diǎn)電荷Q1=+Q和Q2=+4Q分別固定在光滑絕緣水平面上的A、B兩點(diǎn),A、B兩點(diǎn)相距L,且A、B兩點(diǎn)正好位于水平光滑絕緣半圓細(xì)管兩個端點(diǎn)的出口處,如圖6所示.
圖6
(1)在A、B連線上,由A點(diǎn)到B點(diǎn),電勢如何變化?
(
5、2)將一正檢驗(yàn)電荷置于A、B連線上靠近A處由靜止釋放,求它在A、B連線上運(yùn)動的過程中能達(dá)到最大速度的位置離A點(diǎn)的距離;
(3)若把另一正檢驗(yàn)電荷放于絕緣管內(nèi)靠近A點(diǎn)處由靜止釋放,試確定它在管內(nèi)運(yùn)動過程中速度為最大值時的位置P,即求出圖中PA和AB連線的夾角θ.
答案精析
1.D [設(shè)P、Q所帶電荷量為q,對物體P受力分析,受到水平向左的庫侖力F=k、豎直向下的重力mg、支持力FN,由平衡條件可得tanθ=,解得q=,選項(xiàng)A錯誤;斜面對P的支持力FN=mgcosθ+Fsinθ,由牛頓第三定律可知,P對斜面的壓力為FN′=mgcosθ+Fsinθ,選項(xiàng)B錯誤;對P和斜面體整體受力分析,可
6、知水平方向受到Q對P向左的庫侖力F=k和地面對斜面體水平向右的摩擦力,由平衡條件可知,斜面體受到水平向右的摩擦力大小為Ff=k,選項(xiàng)C錯誤;對P和斜面體整體受力分析,豎直方向受到豎直向下的重力(M+m)g和水平面的支持力,由平衡條件可得,水平面支持力大小等于(M+m)g,根據(jù)牛頓第三定律,斜面體對地面的壓力大小為(M+m)g,選項(xiàng)D正確.]
2.B [電荷量減少一半,根據(jù)庫侖定律知若兩個球之間的距離保持不變,庫侖力減小為原來的,庫侖力減小,彈簧的彈力減小,彈簧的伸長量減小,兩球間的距離減小,所以實(shí)際的情況是小球之間的庫侖力會大于原來的,此時彈簧的伸長量也大于原來的,B正確.]
3.B [選
7、甲、乙整體為研究對象,由牛頓第二定律得,加速度a=.選乙為研究對象,由牛頓第二定律得,=ma,聯(lián)立得r=q.]
4.B
[依據(jù)題意,小球B在小球A對B的庫侖引力與小球B的重力的合力作用下做勻速圓周運(yùn)動,因此兩球帶異種電荷,A錯誤;對小球B進(jìn)行受力分析,如圖所示,由幾何關(guān)系可知
AO===R,
=,故合力F=mg,
由牛頓第二定律得F=m,聯(lián)立解得v=,B正確;
由受力分析圖得庫侖力F庫=mg,根據(jù)庫侖定律有F庫=,聯(lián)立解得q=,C錯誤;
由題意可知,A、B兩球間庫侖力總與速度方向垂直,庫侖力不做功,D錯誤.]
5.C [圓環(huán)從P運(yùn)動到O的過程中,受庫侖引力和細(xì)桿的彈力,庫
8、侖引力沿細(xì)桿方向的分力等于圓環(huán)受到的合力,滑到O點(diǎn)時,所受的合力為零,加速度為零,選項(xiàng)A錯誤;圓環(huán)從P運(yùn)動到O的過程中,只有庫侖引力做正功,根據(jù)動能定理知動能一直增大,則速度一直增大,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)動能定理得qU=mv2,根據(jù)牛頓第二定律得k=m,聯(lián)立解得k=,可知只增大圓環(huán)所帶的電荷量,圓環(huán)仍然可以做圓周運(yùn)動,故C正確;若增大高度,知電勢差U增大,庫侖引力與所需向心力不等,圓環(huán)不能做圓周運(yùn)動,D錯誤.]
6.(1)電勢先降低后升高 (2)L (3)arctan
解析 (1)A、B連線上電場方向先向右再向左,則電勢先降低后升高.
(2)設(shè)檢驗(yàn)電荷在A、B連線上運(yùn)動過程中能達(dá)到最大速度的位置離A點(diǎn)的距離為x,它在A、B連線上速度最大處所受合力應(yīng)該為零,即k=k,解得x=L.
(3)若正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)處受到的庫侖力的合力沿OP的方向,則它在P點(diǎn)處速度最大,即此時滿足tanθ====,解得θ=arctan.
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