高考物理一轮复习考点练习 静电场中力的性质

静电场中力的性质基础巩固1.关于电场,下列说法正确的是()A.电场是物质存在的一种形式B.电场力一定对正电荷做正功C.电场线是实际存在的线,反映电场强度的大小和方向D.静电场的电场线总是与等势面垂直,且从电势低的等势面指向电势高的等势面2.[2025·江西南昌模拟]关于电场强度,下列说法正确的是()A.若在电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度为0B.真空中点电荷的电场强度公式E=kQr2表明,点电荷周围某点电场强度的大小,与该点到场源电荷距离r的二次方成反比,在r减半的位置上,电场强度变为原来的C.电场强度公式E=Fq表明,电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比,若q减半,则该处的电场强度变为原来的2D.匀强电场中电场强度处处相同,所以任何电荷在其中受力都相同3.[2025·山东济南模拟]两个半径均为r的相同金属球,球心相距3r,分别带有电荷量-2Q和+4Q,它们之间库仑力的大小为F,现将两球接触后再放回原处,两小球间距离保持不变,则两小球间库仑力的大小()A.等于18F B.小于1C.大于18F D.无法确定与184.[2024·江苏卷]在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,则a、b两点的场强大小关系是()A.Ea=Eb B.Ea=2EbC.Ea<Eb D.Ea>Eb5.[2024·湖南岳阳模拟]某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是()A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷+q由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同6.[2025·贵州贵阳模拟]如图所示,在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A的电荷量为+Q,B的电荷量为-9Q.现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在静电力的作用下处于平衡状态,则C的带电性质及位置应为()A.正,B的右边0.4m处B.正,B的左边0.2m处C.负,A的左边0.2m处D.负,A的右边0.2m处综合提升7.[2025·湖北黄石模拟]当空气中的电场强度超过E0时,空气会被击穿.给半径为R的孤立导体球壳充电,球壳所带电荷量的最大值为Q,已知静电力常量为k,则Q为()A.E0R22k B.E0R28.[2025·广东肇庆模拟]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ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm.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()A.a、b的电荷同号,k=16B.a、b的电荷异号,k=16C.a、b的电荷同号,k=64D.a、b的电荷异号,k=649.[2025·广西南宁模拟]在某正点电荷形成的电场中有一条直线,直线上各点中a点的场强最大,直线上另一点b的场强大小为a点的14.则下列说法正确的是()A.a、b两点的场强方向相同B.a、b两点的场强方向的夹角为30°C.a、b两点的场强方向的夹角为60°D.a、b两点的场强方向的夹角为120°10.[2025·山西临汾模拟]在场强大小为E的匀强电场中,A、B、C三个点构成等边三角形.在B、C两点各放一个等量的正点电荷,A点的场强刚好为零.若把B点的正电荷换成等量的负点电荷,则A点的场强大小为()A.32EB.3EC.E D.2311.如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点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,则下列说法正确的是()A.移至c点时,O点的电场强度大小为E,沿Oe方向B.移至e点时,O点的电场强度大小为E2,沿OcC.移至b点时,O点的电场强度大小为3E2,沿D.移至f点时,O点的电场强度大小为3E2,沿Oe12.[2025·广东佛山模拟]如图所示,在直角三角形ABC中,∠A=30°,BC=R.A、B两点各固定有点电荷,带电荷量分别为-4Q、+Q,以C点为球心固定有不带电的金属球壳,球壳半径为12R.已知静电力常量为k,球壳表面的感应电荷在球心C处产生的电场强度()A.为零B.大小为kQR2,方向沿C.大小为kQR2,方向与CBD.大小为2kQR2,方向沿∠拓展挑战13.(多选)[2024·海南卷]真空中有两个点电荷,电荷量均为-q(q≥0),固定于相距为2r的P1、P2两点,O是P1P2连线的中点,M点在P1P2连线的中垂线上,距离O点为r,N点在P1P2连线上,距离O点为x(x≪r),已知静电力常量为k,则下列说法正确的是()A.P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为33B.P1P2中垂线上电场强度的最大值为4C.在M点放入一电子,从静止释放,电子的加速度一直减小D.在N点放入一电子,从静止释放,电子的运动可视为简谐运动

答案解析1.A[解析]电场是存在于电荷周围的一种特殊媒介物质,A正确;如果正电荷的速度方向与电场力方向的夹角大于90°,则电场力做负功,等于90°,则电场力不做功,小于90°,则电场力做正功,B错误;电场线是为了形象地描述电场而人为引入的一簇曲线,该曲线的疏密程度反映电场强度的大小,实际上并不存在,C错误;静电场的电场线在空间上与等势面垂直,且沿电场线的方向电势降低,即由电势高的等势面指向电势低的等势面,D错误.2.B[解析]电场强度由电场本身决定,与放不放试探电荷无关,故A错误;公式E=kQr2是真空中点电荷电场强度的决定式,则点电荷周围某点电场强度的大小,与该点到场源电荷距离r的二次方成反比,在r减半的位置上,电场强度变为原来的4倍,故B正确;公式E=Fq是电场强度的定义式,电场强度由电场本身决定,电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关,故C错误;电荷在电场中所受电场力F=qE,电荷在电场中所受电场力与q、E有关,匀强电场中的电场强度处处相同,电荷的电荷量q不同,电荷在其中受力不同,故3.B[解析]两金属球相距较近且开始时带异种电荷,电荷因吸引靠近,则原来两球间库仑力大小F>k8Q2(3r)2;两球接触后,两球均带正电,电荷量均为Q,电荷因排斥远离,所以接触后两球间的库仑力大小F'<kQ2(3r)2<184.D[解析]根据E=Fq可知F-q图像的斜率表示电场强度,由题图可知Ea>Eb,但根据题意无法得出Ea和2Eb的大小关系,故D正确5.C[解析]从电场线的分布情况可知,b处的电场线比c处的密集,所以c点的电场强度小于b点的电场强度,故A错误;正电荷所受电场力方向沿电场线切线方向,若将一试探电荷+q由a点释放,电荷将离开原电场线,不可能沿电场线运动到b点,故B错误;由电场线的分布可知,b点的电场线比d点的电场线密集,即b点的电场强度大于d点的电场强度,故C正确;由电场线的分布可知,a点与b点位于同一条曲线上,切线的方向不同,所以a点和b点的电场强度的方向不相同,故D错误.6.C[解析]根据库仑定律,当C在A的左侧时,C受到A、B库仑力的合力才可能为0,则C在A的左边;为使A受到B、C的库仑力的合力为0,C应带负电;设C在A左侧距A为x处,由于C处于平衡状态,所以kQqx2=k9Q·q(0.4+x)2,7.B[解析]均匀带电球壳在壳外某点产生的场强,可以看作集中在球壳中心的点电荷在球外某点产生的场强,由E0=kQR2可得Q=E0R2k,故A、C8.D[解析]对固定的小球c受到的库仑力进行分析,要使c球受到的库仑力合力与a、b的连线平行,则竖直方向小球c受到的库仑力合力为零,则a、b的电荷必须异号,受力分析如图所示,则有kQaQcrac2·sinα=kQbQcrbc2·sinβ9.C[解析]直线上各点中a点的场强最大,则点电荷到直线的垂线的垂足为a点,如图所示,设垂线段长为d,则有kQx2=14×kQd2,解得x=2d,则a、b10.D[解析]据点电荷的场强公式E=kQr2可知,B、C处所放正电荷在A处的场强大小相等,设为E1,两电荷的合场强方向竖直向上,由于A点的场强刚好为零,故匀强电场方向竖直向下,满足2E1cos30°=E,若把B点的正电荷换成等量的负点电荷,则两电荷的合场强大小等于E1,方向水平向左,与匀强电场叠加后,A点的场强大小为E'=E2+E11.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处产生的电场强度大小均为E2,方向水平向右,当正点电荷移至c点时,两点电荷在O点产生的电场强度方向夹角为120°,则O点的合电场强度大小为E2,方向沿Oe方向,故A错误;当正点电荷移至e点时,两点电荷在O点产生的电场强度方向夹角为120°,则O点的合电场强度大小为E2,方向沿Oc方向,故B正确;当正点电荷移至b点时,两点电荷在O点产生的电场强度方向夹角为60°,则O点的合电场强度大小为2×E2cos30°=3E2,方向沿Od与Oe所夹角的角平分线向上,故C错误;当正点电荷移至f点时,两点电荷在O点产生的电场强度方向夹角为60°,则O点的合电场强度大小为2×E2cos30°=3E2,方向沿12.C[解析]A处点电荷在C点产生的电场强度沿CA方向,大小为E1=k4Q(2R)2=kQR2,B处点电荷在C点产生的电场强度沿BC方向,大小为E2=kQR2=E1,A、B两处点电荷分别在C点产生的电场强度方向夹角为120°,大小相等,所以合电场强度大小为E=kQR2,方向与BC方向夹角为60°;由于静电平衡,所以金属球壳内部电场强度处处为零,感应电荷在球心C处产生的电场强度大小为EC13.BCD[解析]设P1处的点电荷在P1P2中垂线上某点A处产生的场强与竖直方向的夹角为θ,则根据场强的叠加原理可知,A点的合场强为E=k2qr2sin2