2025屆高考物理一輪復習課后限時集訓17電場力的性質(zhì)含解析新人教版

PAGE6-課后限時集訓(十七)(時間：40分鐘)1．如圖所示，小紅同學站在絕緣板上將一只手搭在帶電金屬球上，出現(xiàn)了“怒發(fā)沖冠”的現(xiàn)象。則()A．散開的頭發(fā)就是電場的電場線B．小紅的頭發(fā)是由于靜電斥力而散開C．這種現(xiàn)象是小紅與金屬球間發(fā)生靜電感應(yīng)導致的D．小紅將另一只手也搭在金屬球上，這種現(xiàn)象就會消逝B[電場線是假想的線，事實上不存在，選項A錯誤；由于靜電斥力，小紅的頭發(fā)散開，選項B正確；這種現(xiàn)象是接觸起電，不是靜電感應(yīng)，選項C錯誤；將另一只手也搭在金屬球上，這種現(xiàn)象不變，選項D錯誤。]2.如圖所示，Q1和Q2為兩個帶同種電荷的點電荷，電荷量Q1>Q2，關(guān)于它們之間的電場力，下列說法中正確的是()A．Q1和Q2之間的電場力是通過電場相互作用的B．電荷量大的電荷Q1受力大，電荷量小的電荷Q2受力小C．將Q1和Q2之間的距離增大一倍，則電場力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话隓．當?shù)谌齻€點電荷移近時，Q1和Q2之間電場力的大小和方向都會發(fā)生變更A[電場的作用是傳遞電荷之間的相互作用力，選項A正確；電荷Q1和Q2受到的力是作用力和反作用力，大小相等，選項B錯誤；將Q1和Q2之間的距離增大一倍，電場力F＝keq\f(Q1Q2,r2)變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，選項C錯誤；當?shù)谌齻€點電荷移近時，Q1和Q2之間電場力大小和方向不受影響，選項D錯誤。]3．(多選)下列關(guān)于電場強度的兩個表達式E＝eq\f(F,q)和E＝eq\f(kQ,r2)的敘述，正確的是()A．E＝eq\f(F,q)是電場強度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的電場力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝eq\f(F,q)是電場強度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的電場力，q是放入電場中的電荷的電荷量，它適用于任何電場C．E＝eq\f(kQ,r2)是點電荷電場強度的計算式，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量，它不適用于勻強電場D．從點電荷電場強度計算式分析庫侖定律的表達式F＝keq\f(Q1Q2,r2)，eq\f(kQ2,r2)是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在點電荷Q1處的電場強度大小，而eq\f(kQ1,r2)是點電荷Q1產(chǎn)生的電場在Q2處電場強度的大小BCD[公式E＝eq\f(F,q)是電場強度的定義式，適用于任何電場，其中q是放入電場中的電荷的電荷量。E＝eq\f(kQ,r2)是點電荷電場強度的計算公式，只適用于點電荷電場，庫侖定律公式F＝keq\f(Q1Q2,r2)可以看成Q1在Q2處產(chǎn)生的電場E1＝eq\f(kQ1,r2)對Q2的作用力，故B、C、D正確。]4.如圖所示為一正點電荷四周的電場線，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．B點的電場強度比A點的電場強度大C．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＝eq\f(kQ,r2)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．真空中兩個完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F。用一個不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時A、B球間的靜電力為()A．eq\f(F,8)B．eq\f(F,4)C．eq\f(3F,8)D．eq\f(F,2)C[設(shè)最初A、B的電荷量均為q。用金屬球C先后與A、B接觸后，A、B的電荷量分別為eq\f(q,2)、eq\f(3q,4)。最初，依據(jù)庫侖定律有F＝keq\f(q2,r2)，接觸之后，依據(jù)庫侖定律有F′＝eq\f(k\f(q,2)·\f(3q,4),r2)＝eq\f(3,8)×keq\f(q2,r2)＝eq\f(3,8)F，C正確，A、B、D錯誤。]6.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O處(未畫出)。設(shè)A、B、C三點場強大小分別為EA、EB、EC，且EB＝eq\f(1,2)EA，則EC的值為()A．eq\f(1,3)EAB．eq\f(1,4)EAC．eq\f(1,5)EAD．eq\f(1,6)EAC[設(shè)Q與A點的距離為L，Q與B點的距離為LB，則EA＝eq\f(kQ,L2)，EB＝eq\f(kQ,L\o\al(2,B))，又EB＝eq\f(1,2)EA，解得LB＝eq\r(2)L，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＝eq\r(L2＋2L2)＝eq\r(5)L，則EC＝eq\f(kQ,L\o\al(2,C))＝eq\f(1,5)·eq\f(kQ,L2)＝eq\f(1,5)EA，選項C正確。]7．下列選項中的各個eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷勻稱分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是()ABCDB[由對稱性可知，A、C圖中O點處的電場強度大小相等，D圖中O點處的電場強度為零，B圖中兩eq\f(1,4)圓環(huán)在O點處的合電場強度最大，選項B正確。]8.(2024·四川攀枝花統(tǒng)考)如圖所示，一電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變更狀況是()A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右B[依據(jù)等量異種點電荷四周的電場強度分布特點知，從A→O→B，電場強度的方向不變，水平向右，電場強度的大小先增大后減小，則電子所受電場力的大小先變大后變小，方向水平向左，則外力的大小先變大后變小，方向水平向右，故B正確，A、C、D錯誤。]9.已知勻稱帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心、所帶電荷量與之相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上勻稱分布著總電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B間、B和A間的距離均為R?，F(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖出一個球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V＝eq\f(4,3)πr3，則A點處電場強度的大小為()A．eq\f(5kQ,36R2) B．eq\f(7kQ,36R2)C．eq\f(7kQ,32R2) D．eq\f(3kQ,16R2)B[實心大球在A點產(chǎn)生的電場強度E1＝eq\f(kQ,4R2)，挖掉的實心小球所帶的電荷量Q′＝Q×eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,2)))eq\s\up12(3),R3)＝eq\f(Q,8)，挖掉的實心小球在A點產(chǎn)生的電場強度E2＝eq\f(kQ,18R2)，方向與E1相同，故A點的合電場強度E＝E1－E2＝eq\f(7kQ,36R2)，選項B正確。]10.(2024·山東煙臺模擬)如圖所示，四個點電荷所帶電荷量的肯定值均為Q，分別固定在正方形的四個頂點上，正方形邊長為a，則正方形兩條對角線交點處的電場強度()A．大小為eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向豎直向上B．大小為eq\f(2\r(2)kQ,a2)，方向豎直向上C．大小為eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向豎直向下D．大小為eq\f(2\r(2)kQ,a2)，方向豎直向下C[一個點電荷在兩條對角線交點O產(chǎn)生的場強大小為E＝eq\f(kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)a))eq\s\up12(2))＝eq\f(2kQ,a2)，每條對角線上的兩異種點電荷在O處的合場強大小為E合＝2E＝eq\f(4kQ,a2)，方向均由正電荷指向負電荷，又兩對角線相互垂直，故兩等大的場強相互垂直，合場強為EO＝eq\r(E\o\al(2,合)＋E\o\al(2,合))＝eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向豎直向下，故選項C正確。]11．如圖所示，圖甲實線為方向未知的三條電場線，a、b兩帶電粒子從電場中的P點由靜止釋放，不考慮兩粒子間的相互作用，僅在電場力作用下，兩粒子做直線運動，a、b粒子的速度大小隨時間變更的關(guān)系如圖乙中實線所示，虛線為直線，則()甲乙A．a(chǎn)肯定帶正電，b肯定帶負電B．a(chǎn)向左運動，b向右運動C．a(chǎn)電勢能減小，b電勢能增大D．a(chǎn)動能減小，b動能增大B[從v-t圖象中可以看出，a粒子加速度漸漸增大，b粒子加速度漸漸減小，因為粒子僅受電場力，可知a粒子所受電場力漸漸增大，b粒子所受電場力漸漸減小，所以a向左運動，b向右運動，故B正確；由于不知電場的方向，所以無法推斷a、b的電性，故A錯誤；帶電粒子在沿電場力的方向運動時，電場力做正功，所以a、b的電勢能均減小，動能均增加，故C、D錯誤。]12.如圖所示，把質(zhì)量為2g的帶負電小球A用絕緣細繩懸掛，若將帶電荷量為4×10－6C的帶電小球B靠近A，當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＝9.0×109N·m2/C2(1)A球帶電荷量是多少；(2)若變更小球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依據(jù)庫侖定律得：F＝keq\f(QBQA,r2)解得：QA＝5×10－8C(2)當庫侖力垂直細繩時，A、B間庫侖力最小，則：Fmin＝mgsinα＝eq\f(\r(2),100)N。[答案](1)5×10－8C(2)eq\f(\r(2),100)N13.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；(2)將電場強度減小為原來的eq\f(1,2)時，物塊加速度的大小a；(3)電場強度變更后物塊下滑距離L時的動能Ek。[解析](1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，由受力平衡得FNsin37