專題21 庫侖定律、電荷守恒、靜電現(xiàn)象一、單項選擇題1【2015·江蘇·2】靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載春秋緯 考異郵中有玳瑁吸衣若之說，但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是（ ）A梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D從干燥的地毯走過，手碰到金屬把手時有被電擊的感覺【答案】C【考點定位】靜電現(xiàn)象2【2016·浙江卷】如圖所示，兩個不帶電的導體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，A此時A帶正電，B帶負電B此時A電勢低，B電勢高C移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合【答案】C【解析】由靜電感應可知，A的左端帶負電，B的右端帶正電，AB的電勢相等，選項AB錯誤；若移去C，則兩端的感應電荷消失，貼在A、B下部的金屬箔都閉合，選項C正確；先把A和B分開，然后移去C，則A、B帶的電荷仍然存在，故貼在A、B下部的金屬箔仍張開，選項D錯誤；故選C。【考點定位】靜電感應【名師點睛】此題是來自課本上的一個學生實驗，考查靜電感應問題，只要課本上的實驗弄清楚，此題是沒難度的。解決類似試題的關鍵是，知道靜電感應的實質是同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引；帶電體達到靜電平衡時，帶電體是一個等勢體。3【2016·江蘇卷】一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中，容器內的電場線分布如圖所示容器內表面為等勢面，A、B為容器內表面上的兩點，下列說法正確的是AA點的電場強度比B點的大B小球表面的電勢比容器內表面的低CB點的電場強度方向與該處內表面垂直D將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點，電場力所做的功不同【答案】C【考點定位】考查靜電平衡、帶電粒子在電場中的運動【方法技巧】掌握根據(jù)電場線的疏密判斷電場強弱的方法以及由電場線的方向比較電勢的高低，電場線與等勢面垂直的關系，在等勢面上移動電荷電場力不做功的特點，本題重點考查電場的基本性質，考試的熱點，每年必考。4【2015·安徽·14】圖示是粒子（氦原子核）被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止不動。圖中所標出的粒子在各點處的加速度方向正確的是AM點 BN點 CP點 DQ點【答案】C【解析】由庫侖定律，可得兩點電荷間的庫侖力的方向在兩者的兩線上，同種電荷相互排斥，由牛頓第二定律，加速度的方向就是合外力的方向，故C正確，ABD錯誤。【考點定位】考查庫侖定律和牛頓第二定律。5【2015·浙江·16】如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在金屬極板中間，則A乒乓球的左側感應出負電荷B乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力，重力和庫侖力三個力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞【答案】D【考點定位】考查了庫侖力，靜電感應6【2011·海南卷】三個相同的金屬小球1.2.3.分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑。球1的帶電量為q，球2的帶電量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F?，F(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變。由此可知An=3 Bn=4 Cn=5 D n=6【答案】D【考點定位】庫侖定律7【2015·安徽·15】由庫侖定律可知，真空中兩個靜止的點電荷，帶電荷量分別為q1和q2。其間距離為r時，它們之間相互作用力的大小為，式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示，k的單位應為Akg·A2·m3 Bkg·A-2·m3·s-4 Ckg·m2·C-2 DN·m2·A-2【答案】B【解析】由可得單位為，故選B?！究键c定位】考查庫侖定律和單位制二、多項選擇題8【2016·浙江卷】如圖所示，把A、B兩個相同的導電小球分別用長為0.10 m的絕緣細線懸掛于OA和OB兩點。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點OB移到OA點固定。兩球接觸后分開，平衡時距離為0.12 m。已測得每個小球質量是，帶電小球可視為點電荷，重力加速度，靜電力常量，則A兩球所帶電荷量相等BA球所受的靜電力為1.0×10-2 NCB球所帶的電荷量為 DA、B兩球連線中點處的電場強度為0 【答案】ACD【考點定位】物體的平衡；庫侖定律；電場強度【名師點睛】此題是關于共點力的平衡及庫侖定律的應用問題，是我們平時經(jīng)常接觸到的題目略作改編而成的新試題，只要平時對基礎題目理解到位，有一定的基礎知識就能解答；所以建議我們的同學平時學習要扎扎實實的做好常規(guī)題。9【2011·廣東卷】圖為靜電除塵器除塵機理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的。下列表述正確的是A到達集塵極的塵埃帶正電荷B電場方向由集塵極指向放電極C帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大【答案】BD【解析】由于集塵極與電池的正極連接，電場方向有集塵板指向放電極，B正確而塵埃在電場力作用下向集塵極遷移并沉積，說明塵埃帶負電，A錯誤負電荷在電場中受電場力的方向與電場力方向相反，C錯誤根據(jù)F=Eq可得，D正確【考點定位】靜電現(xiàn)象10【2012·浙江卷】用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷C圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和【答案】ABC【解析】摩擦使筆套帶電，帶電的筆套靠近圓環(huán)的時候，圓環(huán)反生靜電感應，上下部分感應出等量的異號電荷，吸引過程中，圓環(huán)加速度向上，靜電合力大于圓環(huán)重力；絕緣材料做出的筆套，自由電子無法移動，電荷無法立刻被綜合，故ABC正確【考點定位】本題考查靜電感應，牛頓定律及其相關知識11【2014·廣東卷】如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電荷量為+Q的小球P。帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N。由絕緣細桿相連，靜止在桌面上。P與M相距L，P、M和N視為點電荷。下列說法正確的是AM與N的距離大于LBP、M和N在同一直線上C在P產(chǎn)生的電場中，M、N處的電勢相同DM、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零【答案】BD【考點定位】本題考查庫侖定律、電場的性質和物體平衡條件12【2014·浙江卷】如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為。一根輕質絕緣細線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細線與斜面平行。小球A的質量為m、電量為q。小球A的右側固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上，則（ ）A小球A與B之間庫侖力的大小為B當時，細線上的拉力為0C當時，細線上的拉力為0D當時，斜面對小球A的支持力為0【答案】AC【解析】由題意知，根據(jù)庫倫定律可求小球A與B之間庫侖力的大小為，故A正確；以小球A為研究對象受力分析如圖：mgFcFNFT【考點定位】庫倫定律、物體的平衡13【2015·四川·6】如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球（視為點電荷），b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q（圖中未畫出）時速度為零。則小球aA從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P的過程中，速率先增大后減小C從N到Q的過程中，電勢能一直增加D從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量【答案】BC【考點定位】孤立點電荷等勢面特征、庫侖定律、平行四邊形定則、功能關系、能量守恒定律的應用。14【2015·浙江·20】如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細線把一個質量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點，A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質量為0.2kg（重力加速度取；靜電力常量，AB球可視為點電荷）則A支架對地面的壓力大小為2.0NB兩線上的拉力大小C將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉力大小D將B移到無窮遠處，兩線上的拉力大小【答案】BC【考點定位】庫倫定律，共點力平衡條件15【2014·浙江卷】如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為。一根輕質絕緣細線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細線與斜面平行。小球A的質量為m、電量為q。小球A的右側固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上，則（ ）A小球A與B之間庫侖力的大小為 B當時，細線上的拉力為0C當時，細線上的拉力為0 D當時，斜面對小球A的支持力為0【答案】AC【解析】由題意知，根據(jù)庫倫定律可求小球A與B之間庫侖力的大小為，故A正確；以小球A為研究對象受力分析如圖：mgFcFNFT根據(jù)物體的平衡條件可求當mg、Fc、FN三力的合力等于零時，即時，細線上的拉力為0，所以B錯誤；C正確；由平衡條件知，小球A受彈力不可能為零，所以D錯誤?！究键c定位】庫倫定律、物體的平衡三、非選擇題16【2016·上海卷】如圖，質量為m的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，處于靜止狀態(tài)。施加一水平向右的勻強電場后A向右擺動，擺動的最大角度為60°，則A受到的電場力大小為 。 在改變電場強度的大小和方向后，小球A的平衡位置在=60°處，然后再將A的質量改變?yōu)? m，其新的平衡位置在=30°處，A受到的電場力大小為 ?！敬鸢浮?；mg【考點定位】動能定理、物體平衡條件、正弦定理【方法技巧】先通過動能定理計算帶電小球運動到最高點過程中受到的電場力，再通過平衡條件和正弦定理計算小球在=60°處和=30°處時的電場力。17【2014·上海卷】如圖，豎直絕緣墻上固定一帶電小球A，將帶電小球B用輕質絕緣絲線懸掛在A的正上方C處，圖中AC=h。當B靜止在與豎直方向夾角方向時，A對B的靜電力為B所受重力的倍，則絲線BC長度為 。若A對B的靜電力為B所受重力的0.5倍，改變絲線長度，使B仍能在處平衡。以后由于A漏電，B在豎直平面內緩慢運動，到處A的電荷尚未漏完，在整個漏電過程中，絲線上拉力大小的變化情況是 ?！敬鸢浮炕蛘?；拉力先不變后變大【考點定位】庫侖力 動態(tài)平衡18【2014·福建卷】如圖，真空中xOy平面直角坐標系上的ABC三點構成等邊三角形，邊長L=2.0m。若將電荷量均為q=+2.0×10-6C的兩點電荷分別固定在A、B點，已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2。求：（1）兩點電荷間的庫侖力大?。唬?）C點的電場強度的大小和方向。【答案】（1）F=9.0×10-3N （2） 方向沿y軸正方向【考點定位】本題考查庫侖定律、電場強度12