2020高考物理二轮复习专题:静电场(通用型)练习和答案 下载本文

BD [根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,知M点的场1

强等于以O为圆心半径为2R的均匀球体在M点产生的场强,这个球体之外的4?R?3??3π?2?Q

球壳在M点产生的场强为零,这个球体所带电荷量为q=4Q=8,M点的

3πR3qkQ

电场强度大小为EM=kR2=2R2,方向向左,根据对称性知N点的电场强度大

???2???

kQ

小也为2R2,方向向右,故A、C错误,B、D正确。]

8、在x轴上有两个点电荷q1和q2,其中有一个点电荷位于x=0处,x轴上的电势φ随x变化的关系如图所示,则( )

A.x=x1处电场强度为0 B.x=x2处电场强度不为0

C.q1、q2为不等量异种点电荷,且正电荷在x=0处,负电荷在x<0的某处 D.q1、q2为等量异种点电荷,且正电荷在x=0处,负电荷在x>0的某处 【答案】C [由题图图象的斜率表示电场强度可知,x=x1处电场强度不为0,x=x2处电场强度为0,选项A、B错误;在两点电荷连线上出现电场强度为零的点有两种情况,一是同种电荷之间某点,该点两侧电势变化形状基本相同,二是异种电荷连线之外;x=0处向右电势逐渐降低,说明电场强度方向向右,x=0处为正电荷,负电荷应该在x<0某处,且负电荷电荷量较大,所以q1、q2为不等量异种点电荷,选项C正确,D错误。]

9、(双选)如图所示的电路,闭合开关,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。为了使液滴竖直向上运动,下列操作可行的是( )

A.断开开关,将两板间的距离拉大一些

B.断开开关,将两板水平地向相反方向移开一些 C.保持开关闭合,将两板间的距离减小一些

D.保持开关闭合,以两板各自的左侧板沿为轴,同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度

【答案】BC [开始时液滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力正好处于静U

止状态,有Eq=mg。两板间的电场强度E=d,保持开关闭合时,U不变,当两板间的距离d减小时,E变大,此时Eq>mg,液滴竖直向上运动,C正确;保持开关闭合,以两板各自的左侧板沿为轴,同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度,E方向变了,此时液滴不会沿竖直方向运动,D错误;断开开关,电UQ4πkQ

容器的电荷量Q不变,E=d=Cd=εS,则E与d无关,所以断开开关,将

r

两板间的距离拉大一些,仍有Eq=mg,液滴仍保持静止状态,A错误;断开开关,将两板水平地向相反方向移开一些,两板的正对面积S变小,E变大,此时Eq>mg,所以液滴竖直向上运动,B正确。]

二、非选择题

1、如图所示,在光滑水平面上有一辆长为L、质量为m的绝缘木板小车正以向右的初速度v0=

gl

2做匀速直线运动,现无初速度释放一个质量也为m,带电

量为+q(q>0)的小物块在小车的正中央,发现物块恰好没有从车上掉下来:

(1)求物块与小车上表面间的滑动摩擦因数μ;

(2)若车的初速度为2v0,在物块刚放上小车的同时在空间加一水平向右的匀强电场E1,为了让物块不从车的左端掉下来,求电场强度E1的最小值.(重力加速度为g)

3mg

【答案】(1)0.25 (2)2q

解析:(1)物块与小车相互作用的过程中,系统动量守恒. 选取向右为正方向,mv0=2mv.

根据能量守恒可知,系统产生的热量等于动能的损失. L112

μmg·2=2mv2-2mv. 0

2联立解得,μ=0.25.

(2)电场方向水平向右,物块向右做匀加速直线运动,qE1+μmg=ma1. 小车在摩擦力作用下向右做匀减速直线运动, a2=μg.

分析可知,当E1取最小值时,二者共速时,物块恰好到达小车的左端. v共=a1t=2v0-a2t. 2v0+v共v共L2t-2t=2.

3mg

联立解得,E1=2q.

2、如图所示,把质量为2 g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂,若将带电荷量为4×10-6 C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,绳与竖直方向成45°角,g取10 m/s2,k=9.0×109 N·m2/C2。求:

(1)A球带电荷量是多少。

(2)若改变小球B的位置,仍可使A球静止在原来的位置,且A、B间的库仑力最小,最小库仑力为多少。

[解析] (1)对球A受力分析如图所示:

由平衡条件得:Tsin 45°-F=0 Tcos 45°-mg=0

解得:F=mgtan 45°=0.02 N 即A球受的库仑力为0.02 N

QBQA

根据库仑定律得:F=kr2 解得:QA=5×10-8 C。

2

(2)当库仑力垂直细绳时,A、B间库仑力最小,则:Fmin=mgsin α=100 N

[答案] (1)5×10-8 C

(2)2

100 N