（通用版）2021版高考物理大一轮复习 课后限时集训20 电场力的性质.doc

课后限时集训20电场力的性质建议用时：45分钟1.(2019北京通州区期末)把一个带正电荷qa的球体a固定在可以水平移动的绝缘支座上，再把一个带正电荷qb的小球b用绝缘丝线挂在玻璃棒上的c点(使两个球心在同一水平线上)，小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示。现使球体a向右缓慢移动逐渐靠近小球b，关于丝线与竖直方向的夹角，下列说法正确的是(移动过程中，a、b电荷量不变)()a逐渐增大b逐渐减小c保持不变d无法判断a使球体a向右缓慢移动逐渐靠近小球b，两球间距离减小，根据库仑定律，两球之间的库仑力增大，根据小球b受力平衡可知，丝线与竖直方向的夹角将逐渐增大，选项a正确。2(2019济南模拟)电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时，相互作用力为f，下列说法错误的是()a如果q1、q2恒定，当距离变为时，作用力将变为2fb如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2fc如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变d如果它们的电荷量都加倍，距离变为r，作用力将变为2fa如果q1、q2恒定，当距离变为时，由库仑定律可知作用力将变为4f，选项a错误；如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2f，选项b正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变，选项c正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量都加倍，距离变为r，作用力将变为2f，选项d正确。3(多选)(原创题)在真空中两个完全相同的金属小球p、q(可看作点电荷)，p球带电荷量大小为5.0109 c，q球带电荷量大小为7.0109 c，两球相距1 m。下列说法正确的是()a它们之间的库仑力一定为斥力，大小为3.15107 nb它们之间的库仑力一定为引力，大小为3.15107 nc若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力可能为3.24107 nd若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力可能为9.0109 ncd两小球可视为点电荷，未接触时，根据库仑定律，两带电小球间库仑力大小fk9.0109 n3.15107 n，两小球带同种电荷为斥力，带异种电荷为引力，选项a、b错误；若两小球带同种电荷，两小球接触后，电荷均分，每个小球带电荷量为总电荷量的，根据库仑定律，f1k9.0109 n3.24107 n，选项c正确；若两小球带异种电荷，两小球接触后，部分电荷中和，剩余净电荷为2.0109 c，由于两金属球完全相同，净电荷最后均分，各带1.0109 c，此时两球间库仑力f2k9.0109 n9.0109 n，选项d正确。4.(2019上海嘉定区二模)如图所示为一正点电荷周围的电场线，电场中有a、b两点，a、b两点在同一条电场线上，则()aa点的电场强度与b点的电场强度相同bb点的电场强度比a点的电场强度大ca点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷db点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷b正点电荷形成的电场，离点电荷越远，由e知场强越小，则b点场强大于a点场强，故a错误，b正确；以正点电荷为场源的场强方向均沿电场线背离场源电荷，故a、b两点的场强方向均沿电场线向右，故c、d错误。5.(2019海南期末)真空中有一点电荷q，mn是这个点电荷电场中的一条水平直线，如图所示，a、b、c是直线mn上的三个点，b是a、c的中点，点电荷q位于a点正上方o处(未画出)。设a、b、c三点场强大小分别为ea、eb、ec，且ebea，则ec的值为()aea bea cea deac设q与a点的距离为l，q与b点的距离为lb，则ea，eb，又ebea，解得lbl，所以q、a、b构成一个等腰直角三角形，a、c之间的距离为2l，q、c之间的距离为lcl，则ecea，选项c正确。6.如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，m和n是轨迹上的两点，其中m点是轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是()a粒子在m点的速率最大b粒子所受电场力的方向沿电场线方向c粒子在电场中的加速度不变d粒子在电场中的电势能始终在增加c带电粒子所受合力指向运动轨迹的内侧，所以带电粒子受到的电场力水平向左，粒子向m点运动过程中电场力做负功，所以粒子到达m点时的动能最小，速率最小，选项a、b错误；因为是匀强电场，粒子受到的电场力恒定，加速度恒定，选项c正确；粒子靠近m点的过程，电场力做负功，电势能增加，远离m点的过程，电场力做正功，电势能减少，选项d错误。7.一无限大接地导体板mn前面放有一点电荷q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板mn存在的情况下，由点电荷q与其像电荷q共同激发产生的。像电荷q的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷q在此镜中的像点位置。如图所示，已知q所在位置p点到金属板mn的距离为l，a为op的中点，abcd是边长为l的正方形，其中ab边平行于mn。则()aa点的电场强度大小为e4kba点的电场强度大小大于b点的电场强度大小，a点的电势高于b点的电势cb点的电场强度和c点的电场强度相同d一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零b由题意可知，点电荷q和金属板mn周围空间的电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以a点的电场强度ekk，a错误；等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如图所示：由图可知eaeb，ab，b正确；图中b、c两点的场强不同，c错误；由于a点的电势大于d点的电势，所以一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电场力做正功，电荷的电势能减小，d错误。8.如图所示，把质量为2 g的带负电小球a用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为4106 c的带电小球b靠近a，当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向成45角，g取10 m/s2，k9.0109 nm2/c2。求：(1)a球带电荷量是多少。(2)若改变小球b的位置，仍可使a球静止在原来的位置，且a、b间的库仑力最小，最小库仑力为多少。解析(1)对球a受力分析如图所示：由平衡条件得：tsin 45f0tcos 45mg0解得：fmgtan 450.02 n即a球受的库仑力为0.02 n根据库仑定律得：fk解得：qa5108 c。(2)当库仑力垂直细绳时，a、b间库仑力最小，则：fminmgsin n答案(1)5108 c(2) n9a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度ea与ab连线夹角为60，b点电场强度eb与ab连线夹角为30，则关于此电场，下列分析中正确的是()a这是一个正点电荷产生的电场，eaeb1b这是一个正点电荷产生的电场，eaeb31c这是一个负点电荷产生的电场，eaeb1d这是一个负点电荷产生的电场，eaeb31d设点电荷的电荷量为q，将ea、eb延长相交，交点即为点电荷q的位置，如图所示，从图中可知电场方向指向场源电荷，故这是一个负点电荷产生的电场，a、b错误；设a、b两点到q的距离分别为ra和rb，由几何知识得到rarb1，由公式ek可得eaeb31，故c错误，d正确。10.(多选)已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。现有一半径为r、电荷量为q的均匀带电绝缘球体，m、n为一条直径上距圆心o为r的两点，静电力常量为k，则()am、n点的电场强度方向相同bm、n点的电场强度方向相反cm、n点的电场强度大小均为dm、n点的电场强度大小均为bd根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零，知m点的场强等于以o为圆心半径为r的均匀球体在m点产生的场强，这个球体之外的球壳在m点产生的场强为零，这个球体所带电荷量为qq，m点的电场强度大小为emk，方向向左，根据对称性知n点的电场强度大小也为，方向向右，故a、c错误，b、d正确。11.如图所示，两根长度相等的绝缘细线的上端都系在同一水平天花板上，另一端分别连着质量均为m的两个带电小球p、q，两小球静止时，两细线与天花板间的夹角均为30，重力加速度为g。以下说法中正确的是()a细线对小球的拉力大小为mgb两小球间的静电力大小为mgc剪断左侧细线的瞬间，p球的加速度大小为2gd当两球间的静电力瞬间消失时，q球的加速度大小为gc对p球受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件得，细线的拉力大小t2mg，静电力大小fmg，a、b错误；剪断左侧细线的瞬间，p球受到的重力和静电力不变，因此两力的合力与剪断细线前细线的拉力等大反向，根据牛顿第二定律得p球的加速度大小为2g，c正确；当两球间的静电力消失时，q球开始做圆周运动，将重力沿细线方向和垂直于细线方向分解，由重力沿垂直于细线方向的分力产生加速度，根据牛顿第二定律得ag，d错误。12.如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为。(1)试求这个匀强电场的场强e的大小。(2)如果将电场方向顺时针旋转角、大小变为e后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹角为，则e的大小又是多少？解析(1)对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，如图甲所示。由平衡条件得：mgtan qe解得：e。甲乙(2)将电场方向顺时针旋转角、大小变为e后，电场力方向也顺时针转过角，大小为fqe，此时电场力与细线垂直，如图乙所示。根据平衡条件得：mgsin qe解得：e。答案(1)(2)13.如图所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g表示，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)电场强度的大小e；(2)将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a；(3)电场强度变化后物块下滑距