2020版高考物理一轮复习（教师备用题库）第15讲+电场的力的性质 3页

第15讲 电场的力的性质 教师备用题库 ‎1.(2018课标Ⅰ,16,6分)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑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=‎16‎‎9‎ B.a、b的电荷异号,k=‎‎16‎‎9‎ C.a、b的电荷同号,k=‎64‎‎27‎ D.a、b的电荷异号,k=‎‎64‎‎27‎ 答案　D　本题考查库仑定律及矢量合成。若a、b的电荷同号,则c所受库仑力的合力指向2或4区域;若a、b的电荷异号,则c所受库仑力的合力指向1或3区域;故只有a、b的电荷异号,合力方向才能与a、b连线平行。设a带正电荷,b、c带负电荷,c受力如图,tan β=tan α=‎3‎‎4‎,FbFa=tan β,由库仑定律得FbFa=rac‎2‎‎·|Qb|‎rbc‎2‎‎·|Qa|‎,联立得k=QaQb=‎64‎‎27‎。故A、B、C三项均错误,D项正确。‎ ‎2.(2017天津理综,16,6分)(多选)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是(　　)‎ A.电子一定从A向B运动 B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷 C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB,则A靠近场源电荷 Q,即Q靠近M端且为正电荷,选项B正确;若电子由A→B,则水平向左的电场力与轨迹切线方向的速度夹角大于90°,电场力做负功,电势能增加,即EpAφB,选项D错误。‎ ‎3.(2016课标Ⅱ,15,6分)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则(　　)‎ A.aa>ab>ac,va>vc>vb B.aa>ab>ac,vb>vc>va C.ab>ac>aa,vb>vc>va D.ab>ac>aa,va>vc>vb 答案　D　带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a=Fm=qQEm,E=kqPr‎2‎,因为rbac>aa;‎ 由动能定理有Wab=qQUab=‎1‎‎2‎mvb‎2‎-‎1‎‎2‎mva‎2‎ Wbc=qQUbc=‎1‎‎2‎mvc‎2‎-‎1‎‎2‎mvb‎2‎ 因为Wab<0,所以va>vb 因为Wbc>0,所以vc>vb 因为|Uab|>|Ubc|,所以va>vc 故有va>vc>vb,D项正确。‎ ‎4.(2017北京理综,22,16分)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:‎ ‎(1)小球所受电场力F的大小。‎ ‎(2)小球的质量m。‎ ‎(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。‎ 答案　(1)3.0×10-3 N　(2)4.0×10-4 kg　(3)2.0 m/s 解析　(1)F=qE=3.0×10-3 N ‎(2)由qEmg=tan 37°,得m=4.0×10-4 kg ‎(3)由mgl(1-cos 37°)=‎1‎‎2‎mv2,得 v=‎2gl(1-cos37°)‎=2.0 m/s