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1、2013届高三物理一轮复习课时作业及详细解析:第27讲电场的力的性质1使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3Q和5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为()A21 B41 C161 D6012如图K271所示,两个完全相同的金属球壳a和b质量均为m,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷且电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(
2、)图K271AF引G,F库kBF引G,F库kCF引G,F库kDF引G,F库k3如图K272所示,实线为方向未知的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示,则()Aa一定带正电,b一定带负电Ba的速度将减小,b的速度将增大C两个粒子的动能一个增加一个减小Da的加速度将减小,b的加速度将增大图K272图K2734如图K273所示,在光滑绝缘水平面上有两个带异种电荷的小球A和B,它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且始终保持相对静止设小球A的电荷量为QA,小球B的电荷量为QB,则下列判断正确的是()A小球A带正电,小球B带负电,且QAQBC小球A带负
3、电,小球B带正电,且QAQBD小球A带负电,小球B带正电,且QAQB,选项A错误,选项B正确;如果小球A带负电,小球B带正电,则A所受合外力水平向左,加速度向左,不符合题意,故选项C、D均错误【技能强化】5D解析 根据题意可知,金属板产生的电场相当于q产生的电场,则P点电场强度E,选项D正确6A解析 由等量异种点电荷的电场强度分布规律可知:在两电荷连线的中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小,选项A正确7A解析 由vt图象可知:粒子的速度随时间逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,即负电荷是顺着电场线做加速度逐渐增大的减速运动,由牛顿第二定律可知,合外
4、力逐渐增大,则电场强度逐渐变大,从A到B电场线应逐渐变密选项A正确8B解析 由题图可知:电场线由一个点电荷发出到另一个点电荷终止,所以a、b为异种电荷,选项C、D错误;又由于电荷b附近的电场线比电荷a附近的电场线密,则电荷b附近的场强必比电荷a附近的场强大,b带的电荷量大于a带的电荷量,选项A错误、B正确9AD解析 根据对称性可知,小球处在中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30,根据三角函数关系可得:qEsin30mgcos30,化简可知选项A错误、B正确;小球到达B点时速度为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:TqEcos60mgsin60,故细线拉力Tmg
5、,选项C正确、D错误10D解析 对A球受力分析如图所示,F斥和T的合力F与mg等大反向,由几何知识知,F、T、F斥组成的力的矢量三角形与几何OAB相似,所以:;当A、B间距变为时:,联立解得T8T,选项D正确11(1)k(2)各运动了Q 解析 (1)由A受力平衡得,A受的摩擦力为FAF库k.(2)当加速度第一次为零时,库仑力和滑动摩擦力大小相等,有mgk解得r2Q 所以间距增大了2Q r因A、B的质量相等,所以加速度在这段时间内的任何时刻总是等大反向,因此A、B运动的距离相等,各运动的距离为Q .12(1)2 m/s(2)0.4 m(3)0.8 s解析 (1)小球在AB段滑动过程中,由机械能守
6、恒得mgx1sinmv可得vB2 m/s.(2)小球进入匀强电场后,受电场力和重力的作用,由牛顿第二定律可得,加速度a25 m/s2小球进入电场后还能滑行到最远处C点,B、C间的距离为x20.4 m.(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为vABvBC小球从A到C的平均速度为vAC由x1x2vACt可得t0.8 s.【挑战自我】13(1)0.9d0(2)0.812(3)0.81 nmbv0图略解析 (1)收集效率为81%,即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘,设高压电源的电压为U,则在水平方向有Lv0t在竖直方向有0.81d0at2其中a当减小两板间距时,能够增大电场强度,提高装置对尘埃的收集效率收集效率恰好为100%时,两板间距即为dm.如果进一步减小d,收集效率仍为100%.因此,在水平方向有Lv0t在竖直方向有dmat2其中a联立各式可得dm0.9d0(2)通过前面的求解可知,当d0.9d0时,收集效率均为100%.当d0.9d0时,设距下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘,此时有x2根据题意,收集效率为联立式解得0.812(3)稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量为nmbdv0当d0.9d0时,1,因此nmbdv0当d0.9d0时,0.812,因此0.81nmbv06