江苏专用2022版高考物理一轮复习课后练习20电场力的性质含解析

江苏专用2022版高考物理一轮复习课后练习20电场力的性质含解析江苏专用2022版高考物理一轮复习课后练习20电场力的性质含解析PAGE12-江苏专用2022版高考物理一轮复习课后练习20电场力的性质含解析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eq\f(r,2)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eq\r(2）r,作用力将变为2FA[如果q1、q2恒定，当距离变为eq\f（r，2)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eq\r(2）r，作用力将变为2F，选项D正确。］3．（2019·江苏七市三模）西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷,激扬为电”，人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用.下列关于雷电的说法错误的是（)A．发生雷电的过程是放电过程B．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程C．发生雷电的过程中，电荷的总量增加D．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击C［雷电是天空中带异种电荷的乌云间的放电现象，A正确;根据能量转化可知，发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程,B正确；电荷不会产生,不会消失，只能从一个物体传到另一个物体,或从物体的一部分传到另一部分，总量不变，C错误;避雷针利用尖端放电,避免建筑物遭受雷击,D正确.］4．(2020·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（)A．A点的电场强度与B点的电场强度相同B．B点的电场强度比A点的电场强度大C．A点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷D．B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＝eq\f(kQ，r2)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EB＝eq\f(1，2）EA，则EC的值为（）A．eq\f（1,3）EAB．eq\f（1,4）EAC．eq\f（1,5）EAD．eq\f（1，6）EAC［设Q与A点的距离为L，Q与B点的距离为LB，则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LC＝eq\r(L2＋2L2）＝eq\r（5）L，则EC＝eq\f（kQ，L\o\al(2,C)）＝eq\f(1,5)·eq\f（kQ,L2）＝eq\f(1,5）EA,选项C正确。］6．如图所示，在边长为eq\r（3）l的正三角形的顶点分别固定一负电荷，A处的电荷量为Q，中心O处的场强恰好为零，已知静电力常量为k。若仅将A处电荷改为等量的正电荷，则O处场强的大小和方向分别为()A．eq\f（2kQ,l2)，沿AO方向 B．eq\f(2kQ，l2），沿OA方向C．eq\f（kQ，l2)，沿AO方向 D．eq\f（kQ,l2)，沿OA方向A[A处的电荷量为Q，OA的距离为L＝eq\f(\r(3)l，2cos30°)＝l，则Q在O点产生的电场强度为E＝keq\f(Q，l2）,由于B和C处电荷与A处的电荷在O点的合场强为零，则B和C处电荷在O处的电场强度大小为E′＝keq\f（Q,l2）,方向沿AO方向；若仅将A处电荷改为等量的正电荷，则O处场强的大小为E合＝E＋E′＝eq\f(2kQ，l2），沿AO方向，故A正确、B、C、D错误。］7．如图甲所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m的小球，两球带等量同种电荷，三根绳子处于拉伸状态，它们构成一个正三角形.此装置悬挂在O点,开始时装置自然下垂。现在用绝缘物体对小球B施加一个水平力F，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA竖直。设在图甲所示的状态下OB对小球B的作用力大小为T,在图乙所示的状态下OB对小球B的作用力大小为T′，下列判断正确的是(）甲乙A．T′＝2T B．T′＜2TC．T′＞2T D．条件不足，无法确定B[甲图中，对B球受力分析,受重力、OB绳子拉力T、AB间的库仑力及绳子上的拉力作用，如图所示：根据平衡条件，有:T＝eq\f（mg,cos30°）＝eq\f（2\r(3）,3）mg；乙图中,先对小球A受力分析,受重力、AB绳子的拉力、AO绳子的拉力以及库仑力的作用；沿AB方向绳子的拉力与库仑力应相互抵消,否则不平衡；再对B球受力分析，受拉力、重力、AB间的库仑力、AB绳子的拉力和OB绳子的拉力，其中AB间的库仑力与拉力抵消，则B的受力分析如图所示，根据平衡条件,有T′＝2mg，故T′〈2T。］8．如图所示，把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为4×10－6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角，g取10m/s2,k＝9.0×109N·m2/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：Tsin45°－F＝0Tcos45°－mg＝0解得:F＝mgtan45°＝0.02N即A球受的库仑力为0。02N根据库仑定律得：F＝keq\f（QBQA，r2）解得：QA＝5×10－8C。(2）当库仑力垂直细绳时,A、B间库仑力最小,则：Fmin＝mgsinα＝eq\f（\r（2),100)N[答案］(1)5×10－8C(2)eq\f（\r(2），100）N9．a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，Ea∶Eb＝1∶eq\r(3)B．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb＝eq\r（3)∶1D．这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb＝3∶1D［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ra∶rb＝1∶eq\r(3),由公式E＝keq\f(Q，r2)可得Ea∶Eb＝3∶1，故C错误，D正确.］10．（2019·全国卷Ⅰ）如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直，则(）A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷D[对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误;对P进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q对它的库仑力平衡，所以P带负电荷,Q带正电荷，选项D正确，C错误。]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θ＝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eq\f（2\r（3)，3）mgB．两小球间的静电力大小为eq\f(\r（3）,3)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eq\r（3）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T＝eq\f（mg，sin30°)＝2mg，静电力大小F＝eq\f(mg,tan30°）＝eq\r（3）mg，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a＝eq\f（\r(3），2)g,D错误。]12．(2019·江苏盐城中学高三期中)如图所示，在倾角为30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A点固定一电荷量为Q的正点电荷，在离A距离为S0的C处由静止释放某带正电荷的小物块P（可看作点电荷)。已知小物块P释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。（1)求小物块所带电荷量q和质量m之比；(2）求小物块速度最大时离A点的距离S;(3）若规定无限远电势为零时，在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ＝eq\f（kQ，r）(其中r为该点到Q的距离）.求小物块P能运动到离A点的最大距离Sm。[解析]（1)对小物块受力分析:受重力、电场力、支持力.由牛顿第二定律得：keq\f（qQ,S\o\al（2，0））－mgsinθ＝mg解得：eq\f（q,m）＝eq\f(3gS\o\al（2,0),2kQ)。（2)当合力为零时速度最大,即：keq\f（qQ，S2）－mgsinθ＝0解得：S＝eq\r(3）S0。(3)当运动到最远点时速度为零,由能量守恒定律得：mg（Sm－S0)sinθ＝eq\f（qkQ，S0）－eq\f(qkQ，Sm）解得：Sm＝3S0。[答案］(1)eq\f(3gS\o\al(2,0)，2kQ）（2）eq\r(3）S0(3）3S013．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，sin37°＝0。6,cos37°＝0.8。求：(1)电场强度的大小E;(2）将电场强度减小为原来的eq\f（1,2）时，物块加速度的大小a；（3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能Ek。［解析］(1）小物块静止在斜面上，受重力