高考物理課標版一輪復習考點規(guī)范練22電場力的性質(zhì)

考點規(guī)范練22電場力的性質(zhì)一、單項選擇題1.如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b,其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,將它們固定于絕緣支架上,兩球心間的距離為l,l為球殼外半徑r的3倍。若使它們帶上等量異種電荷,電荷量的絕對值均為Q,靜電力常量用k表示,那么,a、b之間的萬有引力F1與庫侖力F2為()A.F1=G,F2=k B.F1≠G,F2≠kC.F1≠G,F2=k D.F1=G,F2≠k2.(2017·湖南衡陽模擬)對于真空中電荷量為Q的靜止點電荷而言,當選取離點電荷無窮遠處的電勢為零時,離點電荷距離為r處的電勢就為φ=(k為靜電力常量)。如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q可視為點電荷的帶正電小球用絕緣絲線懸掛在天花板上,在小球正下方的絕緣底座上固定一半徑為R的金屬球,金屬球接地,兩球球心間距離為d。由于靜電感應,金屬球上分布的感應電荷量為q'。則下列說法正確的是()A.金屬球上的感應電荷量q'=qB.金屬球上的感應電荷量q'=qC.絕緣絲線對小球的拉力大小為mg+D.絕緣絲線對小球的拉力大小為mg3.下列選項中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是()4.如圖所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點,O點為半圓弧的圓心,∠MOP=60°。電荷量相等、符號相反的兩個點電荷分別置于M、N兩點,這時O點電場強度的大小為E1;若將N點處的點電荷移到P點,則O點的電場強度大小變?yōu)镋2,則E1與E2之比為()A.1∶2 B.2∶1 C.2∶ D.4∶5.如圖所示,在光滑、絕緣的水平面上,沿一直線依次排列3個帶電小球A、B、C(可視為點電荷)。若它們恰能處于平衡狀態(tài),那么這3個小球所帶的電荷量及電性的關系,可能的情況是()A.9、4、36 B.4、9、36C.3、2、8 D.3、2、66.邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、q,靜電力常量用k表示,則該三角形中心O點處的電場強度為()A.,方向由C指向OB.,方向由O指向CC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C7.兩個大小相同的小球帶同種電荷,質(zhì)量分別為m1和m2,所帶電荷量分別為q1和q2,用絕緣細線懸掛后,因靜電斥力而使兩懸線張開,分別與豎直方向成夾角α1、α2,且兩球處于同一水平線上,如圖所示,則下列說法中正確的是()A.若α1>α2,則一定有q1>q2B.若m1>m2,則一定有q1>q2C.若α1=α2,則一定有q1=q2D.無論q1和q2是什么關系,一定有m1tanα1=m2tanα2二、多項選擇題8.下列關于電場和電場線的說法中正確的是()A.電場、電場線都是客觀存在的物質(zhì),因此電場線不僅能在空間相交,也能相切B.在電場中,凡是電場線通過的點電場強度不為零,沒有電場線的區(qū)域內(nèi)的點電場強度為零C.同一試探電荷在電場線密集的地方所受電場力大D.電場線是人們假想的,用以形象表示電場的強弱和方向,客觀上并不存在9.如圖所示,懸線下掛著一個帶正電的小球,它的質(zhì)量為m,電荷量為q,整個裝置處于水平向右的勻強電場中,電場強度為E,下列說法正確的是()A.小球平衡時,懸線與豎直方向夾角的正切值為B.若剪斷懸線,則小球做曲線運動C.若剪斷懸線,則小球做勻速運動D.若剪斷懸線,則小球做勻加速直線運動10.(2017·湖南衡陽模擬)如圖所示,傾角為θ的絕緣斜面固定在水平面上,當質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊沿斜面下滑時,在此空間突然加上豎直方向的勻強電場,已知滑塊受到的電場力小于滑塊的重力。則下列說法不正確的是()A.若滑塊勻速下滑,加上豎直向上的電場后,滑塊將減速下滑B.若滑塊勻速下滑,加上豎直向下的電場后,滑塊仍勻速下滑C.若滑塊勻減速下滑,加上豎直向上的電場后,滑塊仍減速下滑,但加速度變大D.若滑塊勻加速下滑,加上豎直向下的電場后,滑塊仍以原加速度加速下滑三、非選擇題11.如圖所示,質(zhì)量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑的絕緣水平面上,彼此相隔的距離為l(l比球半徑r大得多)。B球電荷量為QB=3q,A球電荷量為QA=+6q,若在C上加一個水平向右的恒力F,要使A、B、C三球始終保持l的間距運動。問:(1)F的大小為多少?(2)C球所帶電荷量為多少?帶何種電荷?12.如圖所示,光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B、C的連線是水平直徑?，F(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點)從B點正上方的A點自由下落,A、B兩點間距離為4R,從小球進入管口開始,整個空間中突然加上一個勻強電場,電場力在豎直方向上的分力大小與重力大小相等,結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后,其運動軌跡最后經(jīng)過A點。設小球運動過程中電荷量沒有改變,重力加速度為g,求:(1)小球到達B點時的速度大小;(2)小球受到的電場力的大小和方向;(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力。##考點規(guī)范練22電場力的性質(zhì)1.D解析雖然兩球心間的距離l只有球殼外半徑r的3倍,但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點,因此,可以應用萬有引力定律求F1;而本題中由于a、b兩球殼所帶異種電荷相互吸引,使它們各自的電荷分布不均勻,即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集,又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍,不滿足l遠大于r的要求,故不能將兩帶電球殼看成點電荷,所以庫侖定律不適用,D正確。2.A解析金屬球上感應電荷在圓心O點產(chǎn)生的電勢為φ1=;q在圓心O點的電勢為φ2=,由于O點的電勢為零,故φ1+φ2=0,聯(lián)立解得q'=,故A正確、B錯誤;若金屬球上的感應電荷全部均勻分布在球殼上,則絕緣絲線對小球的拉力大小為F=mg+,但由于存在靜電吸引作用,金屬球上的感應電荷的分布偏向上方,故兩者的靜電引力大于,即絕緣絲線對小球的拉力大小大于mg+,故C、D錯誤。3.B解析設圓環(huán)的電荷在原點O產(chǎn)生的電場強度為E0,根據(jù)電場強度疊加原理,在坐標原點O處,A圖電場強度為E0,B圖電場強度為E0,C圖電場強度為E0,D圖電場強度為0,因此本題答案為B。4.B解析設兩點電荷所帶電荷量的大小均為q,半圓弧半徑為r,則E1=2k,E2=k,所以=2∶1,B正確。5.A解析要使每個小球都處于平衡狀態(tài),必須使其他兩個小球?qū)λ膸靵隽Υ笮∠嗟?、方向相?以小球A為研究對象,有FBA=FCA,如圖rAC所示,故B、C帶異種電荷,由庫侖定律得k=k,以小球C為研究對象,同理,知A、B帶異種電荷,k=k,聯(lián)立得k=k=k,又考慮到rAC=rAB+rBC,解得,此式為三球平衡時所帶電荷量的大小關系。綜上可知A正確。6.B解析每個點電荷在O點處的電場強度大小都是E=,畫出矢量疊加的示意圖,如圖所示,由圖可得O點處的合電場強度為E0=2E=,方向由O指向C,B項正確。7.D解析以m1為研究對象,對m1進行受力分析如圖所示,建立如圖所示的坐標系,由共點力的平衡條件有FTsinα1=F斥,FTcosα1=m1g。由以上兩式得tanα1=,同理tanα2=,由tanα=可知m越大,tanα越小,α越小;m相等,tanα相等,且有m1tanα1=m2tanα2。故正確選項為D8.CD解析電場線是假想的,不是物質(zhì),在空間不相交、不相切,沒有電場線的區(qū)域內(nèi)的點電場強度不一定為零,A、B錯誤,C、D正確。9.AD解析設懸線與豎直方向夾角為α,對小球受力分析,可知tanα=,A正確。剪斷懸線后,小球受Eq和mg的作用,其合力為定值,所以小球做勻加速直線運動,D正確。10.ACD解析若滑塊勻速下滑,則有mgsinθ=μmgcosθ,當加上豎直向上的電場后,電場力為F,沿斜面方向,(mgF)sinθ=μ(mgF)cosθ,受力仍平衡,則滑塊仍勻速下滑,故A錯誤、B正確;若滑塊勻減速下滑,則有mgsinθ<μmgcosθ,加速度大小為a=g(μcosθsinθ),加上豎直向上的電場后,沿斜面方向,(mgF)sinθ<μ(mgF)cosθ,加速度大小為a'=<a,C錯誤;若滑塊勻加速下滑,則有mgsinθ>μmgcosθ,加速度大小為a=g(sinθμcosθ),加上豎直向下的電場后,在沿斜面方向,(mg+F)sinθ>μ(mg+F)cosθ,物體仍勻加速下滑。加速度為a'=>a。即加速度增大,故D錯誤,故選ACD。11.解析將A、B、C三個小球看成一個系統(tǒng),則三個小球之間的靜電力為系統(tǒng)內(nèi)力,當C上加一恒力F,并使三球始終保持l的間距運動,則三球的加速度相同,均為,且方向為水平向右。對于B球,由于受A球的靜電力,且力的方向水平向左,那么受C球的靜電力必向右,才可能產(chǎn)生向右的加速度,知C球帶正電荷,設C球電荷量為QC,則由庫侖定律和牛頓第二定律知對B有kk=ma,對A有kk=ma,聯(lián)立解得QC=8q,a=。根據(jù)牛頓第二定律得,A、B、C三小球構(gòu)成系統(tǒng)的合外力F=3ma=。答案(1)(2)8q帶正電12.解析(1)小球從開始自由下落到運動到管口B的過程中機械能守恒,故有mg·4R=解得vB=2。(2)由小球經(jīng)過A點后分析可知,電場力的豎直分力Fy=mg,方向向上,電場力的水平分力Fx方向向左,小球受到的合力等于Fx。小球從B點運動到C點的過程中,由動能定理得Fx·2R=小球從管口C處脫離圓管后做類平拋運動,由于其軌跡經(jīng)過A點,故有y=4R=vC