物理高考大一轮复习第7章静电场第20讲电场力的性质练习（含解析）.docx

第20讲 电场力的性质解密考纲主要考查库仑定律、电场强度的理解和电场叠加的计算、电场线的理解和应用1(2019上海嘉定区高三教学质量调研)真空中放置着两个相隔一定距离的静止点电荷，则关于两点电荷间的相互作用力说法正确的是()A间距不变时，两点电荷的电荷量越大，相互作用力越大B电荷量不变时，两点电荷的间距越大，相互作用力越大C间距趋近零时，相互作用力趋近无穷大D电荷量都加倍时，相互作用力也加倍A解析 根据库仑定律F可知，两点电荷的电荷量越大，它们的乘积越大，相互作用力越大，故选项A正确；根据库仑定律F可知，两点电荷的间距越大，相互作用力越小，故选项B错误；库仑定律的适用条件为“真空中的点电荷”，当间距趋近于零时，电荷不能看成点电荷，公式不适用，故选项C错误；根据库仑定律F可知，电荷量都加倍时，相互作用力变为原来的4倍，故选项D错误2下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘坐标原点O处电场强度最大的是()B解析 将圆环分割成微元，根据对称性和矢量叠加，选项D中O点的场强为零，选项C等效为第二象限内电荷在O点产生的电场，大小与选项A的相等，选项B正、负电荷在O点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的倍，也是选项A、C场强的倍，因此选项B正确3(2019杭州高考命题预测卷)如图所示，a、b、c为真空中三个带电小球，b球带电量为Q，用绝缘支架固定，a、c两小球用绝缘细线悬挂，处于平衡状态时三小球球心等高，且a、b和b、c间距离相等，悬挂a小球的细线向左倾斜，悬挂c小球的细线竖直，则()Aa、b、c三小球带同种电荷Ba、c两小球带异种电荷Ca小球带电量为4QDc小球带电量为4QC解析 b球带正电，若a球带正电，则c球不带电，不符合题意；若a球带负电，则c球带负电，符合题意，选项A、B、D错误；对c球由平衡可知kk解得Qa4Q，即a球带电量为4Q，选项C正确4(2019衡阳联考)如图所示，一均匀带电荷量为Q的细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且abbccdL，在a点处有一电荷量为的固定点电荷q.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()Ak BkCk DkA解析 电荷量为的点电荷q在b处产生电场强度为E，方向向右又b点处的合场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与q在b处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b处产生的电场强度大小为E，方向向左根据对称性可知细棒在d处产生的电场强度大小为，方向向右；而电荷量为的点电荷q在d处产生的电场强度为E，方向向右；所d点处场强的大小为EdEE，方向向右5(2019西安八校高三联考)如图所示，水平光滑的绝缘细管中，两相同的带电金属小球相向运动，当相距L时，加速度大小均为a，速度大小均为v，相互作用力大小为F，已知A球带电荷量为q，B球带电荷量为3q，两球相碰后分开，则下列有关说法正确的是()A两球相碰位置为L的中点B当两球相碰后再次相距L时，两球间相互作用力大小为FC当两球相碰后再次相距L时，两球加速度大小均为aD当两球相碰后再次相距L时，两球速度大小均为vA解析 碰撞前间距为L时，两球间的库仑力相等，金属球质量相同，所以加速度也相等，根据运动情况两个球应该同时运动到中点相碰，故选项A正确；碰前相距为L时受到的库仑力为F，碰撞时电荷量先中和后均分，所以带电荷量都为q，此时的库仑力为F，则加速度a，故选项B、C错误；碰前库仑力做正功，碰后库仑力也做正功，所以再次相距为L时，两球速度都大于v，故选项D错误6(2019牡丹江联考)两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则()AQ3为负电荷，且放于A左方BQ3为负电荷，且放于B右方CQ3为正电荷，且放于A、B之间DQ3为正电荷，且放于B右方A解析 因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知Q1和Q2是异种电荷，对Q3的作用力一为引力，一为斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之间，根据库仑定律知，由于B处的电荷Q2电荷量较大，Q3应放在离Q2较远而离Q1较近的地方才有可能处于平衡，故应放在Q1的左侧，要使Q1和Q2也处于平衡状态，Q3必须带负电，故选项A正确7(2019柳州铁一中学期中)如图所示，A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电(不考虑小球间的静电感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，下列说法正确的是()A静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mgqEB静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mgqEC剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qED剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qEA解析 静止时，对B、C两球进行受力分析，则有T2mg3mgqE5mgqE，选项A正确，B错误；B球带负电，相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直向下的电场力qE，qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度，此时A、B球的加速度为aAgg，C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为T，由牛顿第二定律，则有TmgmaA，解得TqE，选项C、D错误8(2019北京石景山区高三一模)如图所示，直径为L的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，电荷量为q1、q2的两个正点电荷分别置于半圆环的两个端点A、B处，半圆环上穿着一带正电的小球(可视为点电荷)，小球静止时位于P点，PA与AB间的夹角为.若不计小球的重力，下列关系式中正确的是()Atan3 Btan2Ctan3 Dtan2A解析 对小球进行受力分析如图所示根据库仑定律有F1k，r1Lcos ，F2k，r2Lsin ，根据平衡条件有F1sin F2cos ，联立解得tan3，故选项B、C、D错误，A正确9(2019甘肃二诊)如图所示，等量异种电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB连线的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速释放，则小球由C运动到D的过程中，下列说法正确的是 ()A杆对小球的作用力先增大后减小 B杆对小球的作用力先减小后增大C小球的速度先增大后减小D小球的速度先减小后增大A解析 从C到D，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则杆对小球的作用力先增大后减小，故选项A正确，B错误因直杆处于AB连线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一直做匀加速直线运动，故选项C、D错误10(2018全国卷)如图所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()Aa、b的电荷同号，kBa、b的电荷异号，kCa、b的电荷同号，kDa、b的电荷异号，kD解析 对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和b对c的库仑力，若a对c的库仑力为排斥力，a、c的电荷同号，则b对c的库仑力为吸引力，b、c电荷为异号，a、b的电荷为异号；若a对c的库仑力为吸引力，a、c的电荷异号，则b对c的库仑力为排斥力，b、c电荷为同号，a、b的电荷为异号，所以a、b的电荷为异号设a、c与b、c的夹角为，利用平行四边形定则、几何关系及库仑定律可得，Fack，Fbck，tan ，tan ，a、b电荷量的比值k，联立解得k，选项D正确11(2019天津河西区高三三模)如图所示，以O点为圆心的圆周上有六个六等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时，在圆心O产生的电场强度大小为E.现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上，使O点的电场强度改变，则下列判断正确的是()A移至c点时，O点的电场强度大小仍为E，沿Oe方向B移至e点时，O点的电场强度大小为，沿Oc方向C移至b点时，O点的电场强度大小为E，沿Oc方向D移至f点时，O点的电场强度大小为E，沿Oe方向B解析 由题意可知，在圆心O产生的电场强度大小为E，则正、负点电荷在O点的电场强度大小均为，方向水平向右当正电荷移至c点，两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120，大小不变，则O点的合电场强度大小为，方向沿Oe方向，故选项A错误当正电荷移至e点，两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120，大小不变，则O点的合电场强度大小为，方向沿Oc方向，故选项B正确当正电荷移至b点，两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60，大小不变，则O点的合电场强度大小为2cos 30E，方向沿Od与Oc角平分线向上，故选项C错误当正电荷移至f点，两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60，大小不变，则O点的合电场强度大小为2cos 30E，方向沿Od与Oc角平分线向下，故选项D错误12(2019全国名校大联考)如图所示，a、b是某点电荷电场中电势相等的两点，带电量为q的点电荷在a点受到的电场力大小为F，方向与ab的夹角为30，a、b间的距离为d，静电力常量为k，则场源电荷的电性及带电量为()A负电 B负电C正电 D正电B解析 a、b是某点电荷电场中电势相等的两点，由点电荷的电势分布知道点电荷应该在ab的中垂线上，正检验电荷受力方向正好沿电场线，场源电荷所在位置如图所示结合正电荷的受力以及电场线的分布可以知道Q点的电荷带负电，利用几何关系求得F，r，解得Q，故选项B正确13如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止()A垂直于杆斜向上，场强大小为B竖直向上，场强大小为C垂直于杆斜向上，场强大小为D水平向右，场强大小为