2019-2020版高考物理一輪復習課后限時集訓19電場力的性質(zhì)含解析新人教版

PAGE課后限時集訓(十九)電場力的性質(zhì)(建議用時：40分鐘)[基礎對點練]題組一：靜電現(xiàn)象、電荷守恒定律1．將兩只充氣氣球在頭發(fā)上摩擦后放在絕緣水平桌面上，關于兩只氣球之間的靜電相互作用，下列說法正確的是()A．氣球帶同種電荷相互吸引B．氣體帶同種電荷相互排斥C．氣體帶異種電荷相互吸引D．氣球帶異種電荷相互排斥B[兩氣球與頭發(fā)摩擦，兩只氣球因為摩擦起電而帶了同種電荷，同種電荷相互排斥，故選項B正確。]2．利用靜電除塵可以大量減少排放煙氣中的粉塵。如圖是靜電除塵裝置的示意圖，煙氣從管口M進入，從管口N排出，當A、B兩端接上高壓后，在電場作用下管道內(nèi)的空氣分子被電離為電子和正離子，而粉塵在吸附了電子后最終附著在金屬管壁上，從而達到減少排放煙氣中粉塵的目的。根據(jù)上述原理，下面做法正確的是()A．A端接高壓正極，B端接高壓負極B．A端接高壓負極，B端接高壓正極C．A端、B端都接高壓正極D．A端、B端都接高壓負極B[管內(nèi)接通靜電高壓時，管內(nèi)存在強電場，它使空氣電離而產(chǎn)生陰離子和陽離子。負離子在電場力的作用下，向正極移動時，碰到煙塵微粒使它帶負電。所以金屬管B端應接高壓電源的正極，A端接負極。故B正確，A、C、D錯誤。]題組二：點電荷及庫侖定律3.(2019·大連模擬)如圖所示，將帶正電的金屬球A移至絕緣導體BC附近，導體BC達到靜電平衡后，下列說法正確的是()A．導體B端帶負電，C端帶正電且B端電勢比C端電勢低B．用手摸一下導體B端可使導體帶上正電C．導體C端電勢比金屬球A電勢高D．導體內(nèi)感應電荷的電場強度大小沿BC方向逐漸減小D[導體BC發(fā)生了靜電感應現(xiàn)象，當導體BC達到靜電平衡后，導體是等勢體，兩端的電勢相等，導體B端帶負電，C端帶正電，故A錯誤；用手摸一下導體B端可使導體帶負電荷，因為BC的電勢高于大地，當用手觸摸時大地上的負電荷會在電場力的作用下向BC運動，中和正電荷，使導體帶負電荷，故B錯誤；電場線從正電荷出發(fā)終止于負電荷或無窮遠，而沿電場線方向電勢不斷降低，故導體C端電勢比金屬球A電勢低，故C錯誤；導體BC發(fā)生了靜電感應現(xiàn)象，當導體BC達到靜電平衡后，內(nèi)部場強處處為零，感應電荷的電場強度與A電荷的電場強度大小相等方向相反，由點電荷的電場強度公式E＝eq\f(kq,r2)可知，場強沿BC方向逐漸減小，故D正確。]4．(2019·衡水模擬)固定在M、N兩點的兩個完全相同的帶正電實心銅質(zhì)小球球心間距為L，半徑為r，質(zhì)量為m，電荷量為q，已知L＝3r，靜電力常量為k，萬有引力常量為G，下列說法正確的是()A．兩小球均可視為質(zhì)點且二者間的萬有引力可直接通過萬有引力定律求解B．兩小球均可視為點電荷且二者間的電場力可直接通過庫侖定律求解C．二者間的萬有引力大小為Geq\f(m2,9r2)，二者間的電場力大小為keq\f(q2,9r2)D．二者間的萬有引力大小為Geq\f(m2,9r2)，二者間的電場力小于keq\f(q2,9r2)D[兩小球間距并不是遠大于小球的半徑，故小球不能視為質(zhì)點，兩實心銅質(zhì)小球質(zhì)量分布均勻，兩者之間的萬有引力可以通過萬有引力定律求解，大小為Geq\f(m2,9r2)，選項A錯誤；兩小球不能視為點電荷，且同種電荷相互排斥，兩小球相互遠離的一側電荷分布密集，故兩者間的電場力小于keq\f(q2,9r2)，則選項B、C錯誤，D正確。]5．(2019·江川模擬)兩個半徑為r的相同的金屬球分別帶有q1、q2的異種電荷，已知q1＝3q2，兩球心相距為10r，其相互作用力為F1?，F(xiàn)將兩球接觸后分開，再放回原來的位置，這時兩球間的相互作用力為F2，則()A．F2＝F1 B．F2＝eq\f(1,3)F1C．F2>eq\f(1,3)F1 D．F2<eq\f(1,3)F1D[根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷互相吸引的性質(zhì)，當兩球帶異種電荷時，兩球表面所帶電荷的“等效中心”位置之間的距離必定小于10r，兩球接觸前的庫侖力F1＝eq\f(kq1q2,r′2)>eq\f(kq1q2,10r2)＝eq\f(3,100)·eq\f(kq\o\al(2,2),r2)；根據(jù)題意兩球接觸后分開，兩球帶同種電荷，兩球表面所帶電荷的“等效中心”位置之間的距離必大于10r，而兩球接觸后平分電量，則兩球的電荷量q′＝eq\f(q1－q2,2)＝q2，則作用力F2＝eq\f(kq\o\al(2,2),r″2)<eq\f(kq\o\al(2,2),10r2)＝eq\f(1,100)·eq\f(kq\o\al(2,2),r2)<eq\f(F1,3)，故A、B、C錯誤，D正確。]6．(2019·青島質(zhì)檢)如圖所示，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個小球均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷B．a(chǎn)、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C．a(chǎn)、b小球電荷量之比為eq\f(\r(3),6)D．a(chǎn)、b小球電荷量之比eq\f(\r(3),9)D[對c小球受力分析可得，a、b小球必須帶同種電荷c小球才能平衡，對b小球受力分析可得，b、c小球帶異種電荷b小球才能平衡，故A、B兩項錯誤。對c小球受力分析，將力正交分解后可得：keq\f(qaqc,r\o\al(2,ac))·sin60°＝keq\f(qbqc,r\o\al(2,bc))·sin30°，又rac∶rbc＝1∶eq\r(3)，解得：qa∶qb＝eq\r(3)∶9。故C項錯誤，D項正確。]題組三：電場強度電場線7．一負試探電荷的電荷量為q＝2×10－10C，放在正點電荷(電荷量為Q＝3×10－5C)形成的電場中P點，受到的電場力方向向東，己知P點與正點電荷間的距離為r＝3×10－3m，靜電力常量為9×109N·m2/C2A．2×105N/C，方向向西 B．2×105N/C，方向向東C．3×1010N/C，方向向西 D．3×1010N/C，方向向東C[由電場強度的定義式有E＝eq\f(F,q)，其中F＝eq\f(kQq,r2)，聯(lián)立得E＝3×1010N/C，電場強度的方向與正電荷所受電場力的方向相同，與負電荷所受電場力的方向相反，所以場強方向向西，C項正確。]8．如圖所示，P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓。帶電粒子Q在P的電場中運動，運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點。若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則()A．a(chǎn)a>ab>ac，va>vc>vbB．a(chǎn)a>ab>ac，vb>vc>vaC．a(chǎn)b>ac>aa，vb>vc>vaD．a(chǎn)b>ac>aa，va>vc>vbC[由點電荷電場強度公式E＝keq\f(q,r2)可知，離場源點電荷P越近，電場強度越大，Q受到的電場力越大，由牛頓第二定律可知，加速度越大，由此可知，ab>ac>aa，A、B選項錯誤；由力與運動的關系可知，Q受到的庫侖力指向運動軌跡凹的一側，因此Q與P帶異種電荷，Q從c到b的過程中，電場力做正功，動能增加，從b到a的過程中電場力做負功，動能減少，因此Q在b點的速度最大，由于c、b兩點的電勢差的絕對值小于a、b兩點的電勢差的絕對值，因此Q從c到b的過程中，動能的增加量小于從b到a的過程中動能的減少量，Q在c點的動能大于在a點的動能，即有vb>vc>va，C選項正確，D選項錯誤。]9.一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強電場中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角，求(重力加速度g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)小球帶何種電荷？(2)勻強電場的電場強度的大小。解析：(1)由平衡條件可判斷小球一定受向右的電場力，即電場力與電場線方向相同，故小球帶正電。(2)小球靜止在電場中的受力如圖所示，由平衡條件有mgtan37°＝qE，故E＝eq\f(3mg,4q)。答案：(1)帶正電(2)eq\f(3mg,4q)[考點綜合練]10.(2019·昭通模擬)兩根絕緣細線分別系住a、b兩個帶電小球，并懸掛在O點，當兩個小球靜止時，它們處在同一水平面上，兩細線與豎直方向間夾角分別為α、β，α<β，如圖所示?，F(xiàn)將兩細線同時剪斷，則()A．兩球都做勻變速運動B．兩球下落時間ta>tbC．落地時兩球水平位移相同D．a(chǎn)球落地時的速度小于b球落地時的速度D[設兩球之間的庫侖力大小為F，當兩小球靜止時，則有F＝magtanα＝mbgtanβ，因為α<β，所以有ma>mb。將兩細線同時剪斷后，兩球在豎直方向都做自由落體運動，下落時間相同，故B錯誤。在水平方向上，庫侖力逐漸變小，兩球在庫侖力作用下做變加速直線運動，故A錯誤。由a＝eq\f(F,m)可知，加速度aa<ab，所以兩球落地時水平位移xa<xb，落地速度va<vb，故C錯誤，D正確。]11．(多選)(2019·大慶模擬)如圖所示，三個小球a、b、c分別用三根絕緣細線懸掛在同一點O，細線的長度關系為Oa＝Ob<Oc，讓三球帶電后它們能靜止在圖中位置。此時細線Oc沿豎直方向，a、b、c連線恰構成一等邊三角形，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c三球質(zhì)量一定相等B．a(chǎn)、b兩球所帶電荷量一定相等C．細線Oa、Ob所受拉力大小相等D．a(chǎn).b、c三球所受靜電力大小一定相等BC[由于Oc沿豎直方向，而c受重力及繩拉力也在豎直方向，所以a對c的庫侖力與b對c的庫侖力一定等大，即qa＝qb，選項B正確；對a、b受力分析可得：因為ab連線處于水平，則ma＝mb，但與c的質(zhì)量關系不能確定，選項A錯誤；因c對a、b的庫侖力大小相等，由受力分析知Oa、Ob所受拉力大小相等，C正確；而c的電荷量與a、b電荷量不一定相等，所以a、b、c三球所受庫侖力大小不一定相等，故D錯誤，故選B、C。]12.如圖所示，光滑絕緣細桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電荷量為q，為使小球靜止在桿上，可加一勻強電場，所加電場的電場強度滿足什么條件時，小球可在桿上保持靜止()A．垂直于桿斜向上，電場強度大小為eq\f(mgcosθ,q)B．豎直向上，電場強度大小為eq\f(mg,q)C．垂直于桿斜向上，電場強度大小為eq\f(mgsinθ,q)D．水平向右，電場強度大小為eq\f(mgcotθ,q)B[若所加電場的電場強度垂直于桿斜向上，對小球受力分