2019屆高中物理二輪復習 熱點題型專練 專題6.1 電場力的性質(zhì)（含解析）.doc

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專題6.1 電場力的性質(zhì) 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，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，兩球電量的絕對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F引、庫侖力F庫分別為 (　　) A．F引＝G，F(xiàn)庫＝k B．F引≠G，F(xiàn)庫≠k C．F引≠G，F(xiàn)庫＝k D．F引＝G，F(xiàn)庫≠k 答案：D 2．如圖所示，半徑相同的兩個金屬球A、B帶有等量的電荷，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小為F。今讓第三個半徑相同的不帶電的金屬球C先后與A、B兩球接觸后移開，這時，A、B兩球之間的相互作用力的大小為 (　　) A． B． C． D． 答案：A 解析：A、B兩球互相吸引，說明它們帶異種電荷，假設A、B的電荷量分別為＋q和－q。當?shù)谌齻€不帶電的C球與A球接觸后，A、C兩球的電荷量平分，每球所帶電荷量為q′＝＋。當再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和，再平分，每球所帶電荷量為q″＝－。由庫侖定律F＝k知，當移開C球后由于r不變，A、B兩球之間的相互作用力的大小為F′＝。選項A正確。 3．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 (　　) 答案：B 解析：設帶電荷量為q的圓環(huán)在O點處產(chǎn)生的場強大小為E0，根據(jù)對稱性可得四種情況下，O點處的場強大小分別為EA＝E0 、EB＝E0、EC＝E0、ED＝0，選項B正確。 11.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 12．三個相同的金屬小球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的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為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.現(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(　　) A．n＝3　　　　　　　　 B．n＝4 C．n＝5 D．n＝6 解析：D　設球1、2之間的距離為r，球3和它們沒有接觸前，由庫侖定律有＝F，接觸后，球2帶電荷量為q，球1帶電荷量為q，由庫侖定律有＝F，聯(lián)立上面兩式解得n＝6，D項對． 13.(多選)在光滑絕緣的水平桌面上有四個小球構(gòu)成菱形，其帶電量如圖所示．圖中－q與－q的連線跟－q與＋Q的連線之間夾角為α，若該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則正確的關系式為(　　) A．cos3α＝ B．cos3α＝ C．sin3α＝ D．sin3α＝ 14.(多選)如圖所示，A、B兩球所帶電荷量均為210－5 C，質(zhì)量均為0.72 kg，其中A球帶正電荷，B球帶負電荷，A球通過絕緣細線吊在天花板上，B球一端固定絕緣棒，現(xiàn)將B球放在某一位置，能使絕緣細線伸直，A球靜止且與豎直方向的夾角為30，則B球距離A球的距離可能為(　　) A．0.5 m B．0.8 m C．1.2 m D．2.5 m 解析：AB　對A受力分析，受重力mg、繩的拉力FT、B對A的吸引力F，由分析知，A平衡時，F(xiàn)的最小值為F＝mgsin 30＝，解得r＝1 m，所以兩球的距離d≤1 m，A、B正確． 15．如圖所示，在正方形四個頂點分別放置一個點電荷，所帶電荷量已在圖中標出，則下列四個選項中，正方形中心處場強最大的是(　　) 解析：B　根據(jù)點電荷電場強度公式E＝k，結(jié)合矢量合成法則求解．設正方形頂點到中心的距離為r，則A選項中電場強度EA＝0，B選項中電場強度EB＝2k，C選項中電場強度EC＝k，D選項中電場強度ED＝k，所以B正確． 16.(多選)如圖所示，在絕緣水平面上固定著一光滑絕緣的圓形槽，在某一過直徑的直線上有O、A、B三點，其中O為圓心．A點固定電荷量為Q的正電荷，B點固定一個未知電荷，且圓周上各點電勢相等，AB＝L.有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電小球正在滑槽中運動，在C點受到的電場力指向圓心，C點所處的位置如圖所示，根據(jù)題干和圖示信息可知(　　) A．B點的電荷帶正電 B．B點處電荷的電荷量為3Q C．B點處電荷的電荷量為Q D．小球在滑槽內(nèi)做的是勻速圓周運動 17.如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負電．整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中．已知靜電力常量為k.若三個小球均處于靜止狀態(tài)，則勻強電場場強的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：B　設小球c帶電荷量為Q，由庫侖定律可知小球a對小球c的庫侖引力為F＝k，小球b對小球c的庫侖引力為F＝k，二力合力為2Fcos 30.設水平勻強電場場強的大小為E，對c球，由平衡條件可得QE＝2Fcos 30，解得E＝，選項B正確． 18.圖中實線是一簇未標明方向的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受電場力的作用，根據(jù)此圖可做出正確判斷的是(　　) A．帶電粒子所帶電荷的符號 B．場強的方向 C．帶電粒子在a、b兩點的受力方向 D．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大 19.如圖所示，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(　　) A．帶負電，放在A點 B．帶正電，放在B點 C．帶負電，放在C點 D．帶正電，放在C點 解析：C　a受到重力、支持力和庫侖力的作用處于平衡狀態(tài)，對a球受力分析可知，只有在C處放上負電荷，才可使a受力平衡，故選C. 20.如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強電場中，在O點固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直．則(　　) A．A點的場強大小為 B．B點的場強大小為E－k C．D點的場強大小不可能為0 D．A、C兩點的場強相同 解析：A　正點電荷Q在A的電場強度大小E′＝，而勻強電場在A點的場強大小為E；因方向互相垂直，由平行四邊形法則知A點的合場強大小為，A正確；同理，點電荷Q在B點的電場強度的方向與勻強電場方向相同，因此B點的場強大小為E＋k，故B錯誤；同理知D點的合場強為0，C錯誤；A、C兩點場強大小相等，方向不同，故A、C兩點場強不相同，D錯誤． 21.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場．如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM＝ON＝2R，已知M點的場強大小為E，則N點的場強大小為(　　) A. B.－E C.－E D.＋E 22.已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為，其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量，ε0為常量．如圖所示的平行板電容器，極板正對面積為S，其間為真空，帶電荷量為Q.不計邊緣效應時，極板可看做無窮大導體板，則極板間的電場強度大小和兩板極間相互的靜電引力大小分別為(　　) A.和 B.和 C.和 D.和 解析：D　由題知，σ＝，故電場強度E＝＝.帶電荷量為Q的平板在與另一平板產(chǎn)生的電場中受力F＝QE＝.兩板之間的場強為兩板各自場強疊加的合場強，E合＝2E＝，D正確． 23．(多選)如圖甲所示，Q1、Q2為兩個被固定的點電荷，其中Q1為正點電荷，在它們連線的延長線上有a、b兩點，現(xiàn)有一檢驗電荷q(電性未知)以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠處運動(檢驗電荷只受電場力作用)，q運動的速度圖象如圖乙所示，則(　　) A．Q2必定是負電荷 B．可以確定檢驗電荷的帶電性質(zhì) C．Q2的電荷量必定大于Q1的電荷量 D．從b點經(jīng)a點向遠處運動的過程中電荷q所受電場力先增大后減小 24.如圖所示，空間存在著強度E＝2.5102 N/C，方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為L＝0.5 m的絕緣細線，一端固定在O點，另一端拴著質(zhì)量m＝0.5 kg、電荷量q＝410－2 C的小球．現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂．取g＝10 m/s2.求： (1)小球的電性． (2)細線能承受的最大拉力． (3)當小球繼續(xù)運動后與O點水平方向距離為L時，小球距O點的高度． 解析：(1)由小球運動到最高點可知，小球帶正電． (2)設小球運動到最高點時速度為v，對該過程由動能定理有，(qE－mg)L＝mv2① 在最高點對小球由牛頓第二定律得， FT＋mg－qE＝m② 由①②式解得，F(xiàn)T＝15 N 25．如圖甲所示，兩根長為L的絲線下端分別懸掛一質(zhì)量為m、帶電量＋q和－q的小球A和B，處于場強為E，方向水平向左的勻強電場之中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止狀態(tài)。求E的大小滿足什么條件才能實現(xiàn)上述平衡狀態(tài)。 答案：E≥＋ 解析：首先，小球A、B均處于靜止狀態(tài)，其所受合外力為零；其次，若撤去水平向左的勻強電場，則A、B兩小球在重力和彼此間靜電引力作用下，回落到懸點正下方，可見只有勻強電場足夠強時，A、B間連線才能被拉緊。設A、B間連線剛要被拉緊時，勻強電場的場強為E0，這時，小球A受力如圖乙所示，由共點力平衡條件得 水平方向上　　　　　E0q＝FTcos60＋F ① 豎直方向上　　　　　FTsin60＝mg ② 其中由庫侖定律得　　F＝k ③ 解①②③聯(lián)立方程組可得E0＝＋，故當勻強電場E滿足E≥E0，即E≥＋時A、B間連線才被拉緊。 26.如圖所示，位于正方形四個頂點處分別固定有點電荷A、B、C、D，四個點電荷的帶電量均為Q，其中點電荷A、C帶正電，點電荷B、D帶負電，試確定過正方形中心O并與正方形垂直的直線上到O點距離為x的P點處的電場強度的大小和方向。 答案：電場強度為零 解析：四個點電荷各自在P點的電場強度EA、EB、EC、ED如圖所示，根據(jù)對稱性可知，EA、EC的合電場強度E1沿OP向外，EB、ED的合電場強度E2沿OP指向O，由對稱性可知，E1、E2大小相等，所以P點的電場強度為零。 27.如圖，一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為＋Q的電荷，在垂直于圓環(huán)面且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點，C和O、O和A間的距離均為d，A、B間距離為2d。在B點處有一電荷量為＋q的固定點電荷。已知A點處的場強為零，k為靜電力常量，求： (1)帶電圓環(huán)在O點處的場強大??； (2)C點處場強。 答案：(1)0　(2)　方向沿OC向下 B處點電荷在C點處產(chǎn)生的場強大小為EC2＝，方向沿OC向外 則C點處場強E＝EC1＋EC2 解得E＝、方向沿OC向下