2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課后限時集訓(xùn)20+電場力的性質(zhì)

電場力的性質(zhì)建議用時：45分鐘.（2019北京通州區(qū)期末）把一個帶正電荷Qa的球體A固定在可以水平移動的絕緣支座上，再把一個帶正電荷Qb的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點（使兩個球心在同一水平線上），小球靜止時絲線與豎直方向的夾角如圖所示?，F(xiàn)使球體A向右緩慢移動逐漸靠近小球B,關(guān)于絲線與豎直方向的夾角，下列說法正確的是（移動過程中，A、B電荷量不變）（ ）A.逐漸增大 B.逐漸減小C.保持不變 D.無法判斷A［使球體A向右緩慢移動逐漸靠近小球B,兩球間距離減小，根據(jù)庫侖定律，兩球之間的庫侖力增大，根據(jù)小球B受力平衡可知，絲線與豎直方向的夾角將逐漸增大，選項A正確。］（2019濟南模擬）電荷量分別為qi、q2的兩個點電荷，相距r時，相互作用力為F,下列說法錯誤的是（）rA.如果qi、q2恒定，當(dāng)距離變?yōu)閞時，作用力將變?yōu)?FB.如果其中一個電荷的電荷量不變，而另一個電荷的電荷量和它們間的距離都減半時，作用力變?yōu)?FC.如果它們的電荷量和距離都加倍，作用力不變D.如果它們的電荷量都加倍，距離變?yōu)橄拮饔昧⒆優(yōu)?FrA［如果qi、q2恒定，當(dāng)距離變?yōu)?時，由庫侖定律可知作用力將變?yōu)?F,選項A錯誤；如果其中一個電荷的電荷量不變，而另一個電荷的電荷量和它們間的距離都減半時，作用力變?yōu)?F,選項B正確；根據(jù)庫侖定律，如果它們的電荷量和距離都加倍，作用力不變，選項C正確；根據(jù)庫侖定律，如果它們的電荷量都加倍，距離變?yōu)楹?作用力將變?yōu)?F,選項D正確。］3.（多選）（原創(chuàng)題）在真空中兩個完全相同的金屬小球P、Q（可看作點電荷）,P球帶電荷量大小為5.0X109C,Q球帶電荷量大小為7.0X10-9C,兩球相距1m。下列說法正確的是（ ）A.它們之間的庫侖力一定為斥力，大小為 3.15X107NB.它們之間的庫侖力一定為引力，大小為 3.15X107NC.若把它們接觸后放回原處，它們之間的相互作用力可能為 3.24X107ND.若把它們接觸后放回原處，它們之間的相互作用力可能為 9.0X109NCD［兩小球可視為點電荷，未接觸時，根據(jù)庫侖定律，兩帶電小球間庫侖q1q2 5.0X10-9X7.0X10-9力大小F=kyr2L=9.0X109X 乎 N=3.15X10-7N,兩小球帶同種電荷為斥力，帶異種電荷為引力，選項A、B錯誤；若兩小球帶同種電荷， ，，一一，， 1兩小球接觸后，電荷均分，每個小球帶電荷量為總電荷量的 2,根據(jù)庫侖定律，qm 06.0X10-9X6.0X10-9F1=k^2-=9.0X109X 1 N=3.24X10-7N,選項C正確；若兩小球帶異種電荷，兩小球接觸后，部分電荷中和，剩余凈電荷為2.0X10-9C,由于兩金屬球完全相同，凈電荷最后均分，各帶 1.0X10-9C,此時兩球問庫侖q〃1q〃2 1.0X10—9X1.0X10—9力F2=ky—^2-=9.0X109X 1 N=9.0X10-9N,選項D正確。］4.（2019上海嘉定區(qū)二模）如圖所示為一正點電荷周圍的電場線，電場中有A、B兩點，A、B兩點在同一條電場線上，則（ ）A.A點的電場強度與B點的電場強度相同B點的電場強度比A點的電場強度大A點的電場強度方向沿電場線指向場源電荷D.B點的電場強度方向沿電場線指向場源電荷B［正點電荷形成的電場，離點電荷越遠，由E=%知場強越小，則B點場強大于A點場強，故A錯誤，B正確；以正點電荷為場源的場強方向均沿電場線背離場源電荷，故A、B兩點的場強方向均沿電場線向右，故C、D錯誤。］5.（2019海南期末）真空中有一點電荷Q,MN是這個點電荷電場中的一條水平直線，如圖所示，A、B、C是直線MN上的三個點，B是A、C的中點，點電荷Q位于A點正上方。處（未畫出）。設(shè)A、B、C三點場強大小分別為Ea、一1Eb、Ec,且Eb=2Ea,貝UEc的值為（ ）1八1 1A.§EaB.4EAC.5EAD.6EaC［設(shè)Q與A點的距離為L,Q與B點的距離為Lb,則EA=k§,Eb=L1,L LB1又Eb=］Ea,解得Lb=42l,所以Q、A、B構(gòu)成一個等腰直角三角形，A、C之間的距離為2L,Q、C之間的距離為Lc=.L2+2L2={5l,則Ec=kQ=：kQ1_ =￡Ea,選項C正確。］56.如圖所示，一帶電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中， 運動軌跡如圖所示，M和N是軌跡上的兩點，其中M點是軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是（ ）A.粒子在M點的速率最大B.粒子所受電場力的方向沿電場線方向C.粒子在電場中的加速度不變D.粒子在電場中的電勢能始終在增加C［帶電粒子所受合力指向運動軌跡的內(nèi)側(cè)，所以帶電粒子受到的電場力水平向左，粒子向M點運動過程中電場力做負(fù)功，所以粒子到達M點時的動能最小，速率最小，選項A、B錯誤；因為是勻強電場，粒子受到的電場力恒定，加速度恒定，選項C正確；粒子靠近M點的過程，電場力做負(fù)功，電勢能增加，遠離M點的過程，電場力做正功，電勢能減少，選項D錯誤。］一無限大接地導(dǎo)體板MN前面放有一點電荷+Q,它們在周圍產(chǎn)生的電場可看作是在沒有導(dǎo)體板MN存在的情況下，由點電荷+Q與其像電荷一Q共同激發(fā)產(chǎn)生的。像電荷一Q的位置就是把導(dǎo)體板當(dāng)作平面鏡時，電荷+Q在此鏡中的像點位置。如圖所示，已知+Q所在位置P點到金屬板MN的距離為L,a為OP的中點，abcd是邊長為L的正方形，其中ab邊平行于MN。則（ ）A.a點的電場強度大小為E=4kL2a點的電場強度大小大于b點的電場強度大小，a點的電勢高于b點的電勢b點的電場強度和c點的電場強度相同一正點電荷從a點經(jīng)b、c運動到d點的過程中電勢能的變化量為零B［由題意可知，點電荷+Q和金屬板MN周圍空間的電場與等量異種點電荷產(chǎn)生的電場等效，所以a點的電場強度E=k9+kF矢=4LQ,A錯誤；L 3L 9L2 萬等量異種點電荷周圍的電場線和等勢面分布如圖所示:由圖可知Ea>Eb,依>他，B正確；圖中b、c兩點的場強不同，C錯誤；由于a點的電勢大于d點的電勢，所以一正點電荷從a點經(jīng)b、c運動到d點的過程中電場力做正功，電荷的電勢能減小， D錯誤。］.如圖所示，把質(zhì)量為2g的帶負(fù)電小球A用絕緣細(xì)繩懸掛，若將帶電荷量為4X106C的帶電小球B靠近A,當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距30cm時,繩與豎直方向成45°角，g取10m/s2,k=9.0Xl09Nm2/C2。求：(1)A球帶電荷量是多少。(2)若改變小球B的位置，仍可使A球靜止在原來的位置，且A、B間的庫侖力最小，最小庫侖力為多少。［解析］(1)對球A受力分析如圖所示：由平衡條件得：Tsin45—F=0Tcos45—mg=0解得：F=mgtan45=0.02N即A球受的庫侖力為0.02N根據(jù)庫侖定律得：f=k^r?A解得：Qa=5X10-8Co2(2)當(dāng)庫侖力垂直細(xì)繩時，A、B[0]庫侖力最小，則：Fmin=mgsina=%N［答案］(1)5X108C(2)100n.a和b是點電荷電場中的兩點，如圖所示，a點電場強度Ea與ab連線夾角為60°,b點電場強度Eb與ab連線夾角為30°,則關(guān)于此電場，下列分析中正確的是（）A.這是一個正點電荷產(chǎn)生的電場，Ea：Eb=1：43B.這是一個正點電荷產(chǎn)生的電場，Ea：Eb=3：1C.這是一個負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場，Ea:Eb=V3：1D.這是一個負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場，Ea：Eb=3：1D［設(shè)點電荷的電荷量為Q,將Ea、Eb延長相交，y 您1 j**■JQ交點即為點電荷Q的位置，如圖所示，從圖中可知電場方向指向場源電荷，故這是一個負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場，A、B錯誤；設(shè)a、b兩點到Q的距離分別為raQ一一 一和rb,由幾何知識得到ra:rb=1:a/3,由公式E=kr2可彳EEa:Eb=3：1,故C錯誤，D正確。］10.（多選）已知均勻帶電球體在其外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、 電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同，而均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零?，F(xiàn)有一半徑為R、電荷量為Q的均勻帶電絕緣球體，M、N為一條 .直徑上距圓心。為,R的兩點，靜電力常量為k,則（ ）M、N點的電場強度方向相同M、N點的電場強度方向相反kQM、N點的電場強度大小均為最kQM、N點的電場強度大小均為素BD［根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零，知M點1的場強等于以O(shè)為圓心半徑為2R的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強，這個球體之外

4R3^2的球殼在M點產(chǎn)生的場強為零，這個球體所帶電荷量為q=丁一行3的電場強度大小為EM=k-R^=梟，方向向左，根據(jù)對稱性知N點的電場強度2.kQ大小也為春，萬向向右，故A、C錯誤,B、D正確。］2R11如圖所示，兩根長度相等的絕緣細(xì)線的上端都系在同一水平天花板上，另一端分別連著質(zhì)量均為m的兩個帶電小球P、Q,兩小球靜止時，兩細(xì)線與大花板間的夾角均為8=30°,重力加速度為go以下說法中正確的是（）A.細(xì)線對小球的拉力大小為233mg3B.兩小球間的靜電力大小為當(dāng)mgC.剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間，P球的加速度大小為2gD.當(dāng)兩球間的靜電力瞬間消失時，Q球的加速度大小為，3gC［對P球受力分析，如圖所示，根據(jù)共點力平衡條件得，細(xì)線的拉力大小T=U30=2mg,靜電力大小F=

sin30Zm30-=V3mg,A、B錯誤；剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間，P球受tan30到的重力和靜電力不變，因此兩力的合力與剪斷細(xì)線前細(xì)線的拉力等大反向，根據(jù)牛頓第二定律得P球的加速度大小為2g,C正確；當(dāng)兩球間的靜電力消失時，Q球開始做圓周運動，將重力沿細(xì)線方向和垂直于細(xì)線方向分解，由重力沿垂直于細(xì)線方向的分力產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律得a=%,D錯誤。］.如圖所示，用一根絕緣細(xì)線懸掛一個帶電小球，小球的質(zhì)量為 m,電量為q,現(xiàn)加一水平的勻強電場，平衡時絕緣細(xì)線與豎直方向夾角為 &(1)試求這個勻強電場的場強E的大小。(2)如果將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)8角、大小變?yōu)镋'后，小球平衡時，絕緣細(xì)線仍與豎直方向夾角為9,則E'的大小又是多少？［解析］(1)對小球受力分析，受到重力、電場力和細(xì)線的拉力，如圖甲所示由平衡條件得：mgtan8=qE解得：E-mganJ。q甲 乙(2)將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)8角、大小變?yōu)镋'后，電場力方向也順時針轉(zhuǎn)過8角，大小為F'=qE',此時電場力與細(xì)線垂直，如圖乙所示。根據(jù)平衡條件得：mgsin8=qE'［答案］⑴限⑵『qq.如圖所示，一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中時，小物塊恰好靜止。重力加速度用g表示，sin37=0.6,cos37=0.8。求：(1)電場強度的大小E;，..一、.?一…1,(2)將電場強度減小為原來的2時，物塊加速度的大小a；(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時的動能Ek。［解