2022屆新教材高考物理一輪復習課時練23電場力的性質(zhì)含解析新人教版

電場力的性質(zhì)1.(電荷守恒定律、庫侖定律)(2021四川自貢診斷)兩個完全相同的金屬小球,所帶電荷量多少不同,相距一定的距離時,兩個金屬球之間有相互作用的庫侖力,如果將兩個金屬球相互接觸一下后,再放到原來的位置,那么兩球的作用力變化情況是()A.如果相互接觸前兩球的庫侖力是引力,那么相互接觸后的庫侖力仍是引力B.如果相互接觸前兩球的庫侖力是引力,那么相互接觸后的庫侖力為零C.如果相互接觸前兩球的庫侖力是斥力,那么相互接觸后的庫侖力仍是斥力D.如果相互接觸前兩球的庫侖力是斥力,那么相互接觸后的庫侖力是引力2.(電場線)以下有關電場的說法正確的選項是()a、b兩點電場強度相同c點靜止釋放一正電荷,可以沿著電場線運動到d點e點與放到f點,它們的電勢能相同3.(庫侖定律的應用)(2021四川攀枝花模擬)如下圖,真空中三個質(zhì)量相等的小球A、B、C,帶電量分別為QA=6q,QB=3q,QC=8q。現(xiàn)用恰當大小的恒力F拉C,可使A、B、C沿光滑水平面做勻加速直線運動,運動過程中A、B、C保持相對靜止,且A、B間距離與B、C間距離相等。不計電荷運動產(chǎn)生磁場的影響,小球可視為點電荷,那么此過程中B、C之間的作用力大小為()A.43F B.F C.23F D.4.(電場強度的計算)(2021重慶市直屬校高三月考)如下圖,甲、乙兩圖中實線表示半徑相同的帶電圓弧,每段圓弧為電荷分布均勻且電荷量相同的18圓弧,電性如下圖。甲圖中O點電場強度大小為E,那么乙圖中P點電場強度大小為A.E B.2E D.2+25.(電場強度的計算)(2021浙江學軍中學模擬)一邊長為r的正三角形的三個頂點,固定有3個點電荷,電荷量分別為+q、+q和-2q,如下圖,靜電力常量為k,那么三角形中心處O點的電場強度大小和方向為()A.12kqr2,指向電荷量為-B.9kqr2,指向電荷量為-C.12kqr2,背離電荷量為-D.9kqr2,背離電荷量為-6.(電場線和運動軌跡組合模型)如下圖,實線是電場線,一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由A運動到B的過程中,其速度—時間圖像是選項中的()7.(庫侖定律、平衡條件)(2021寧夏銀川期末)如下圖,真空中A、B兩個正點電荷的電荷量分別為Q和q,放在光滑絕緣的水平面上,A、B之間用絕緣的輕彈簧連接。當系統(tǒng)平衡時,彈簧的伸長量為x0。設彈簧發(fā)生的均是彈性形變,那么()A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時彈簧的伸長量等于2x0B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的伸長量小于2x0C.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時彈簧的縮短量等于x0D.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的縮短量小于x0素養(yǎng)綜合練8.(多項選擇)如下圖,圖甲、圖乙分別是等量負點電荷和等量異種點電荷組成的兩個獨立的帶電系統(tǒng),O為電荷連線和中垂線的交點,M、N是連線上與O點對稱的兩點,p、q是中垂線上與O點對稱的兩點,現(xiàn)有一個正點電荷,僅受電場力作用,那么()p運動到q時一定是沿直線運動M運動到N時一定是沿直線運動p和qp和q9.(2021浙大附中模擬)帶電荷量分別為+4q和-q的兩個點電荷組成了電荷系統(tǒng),其電場線分別如下圖,圖中實線為電場線,未標注方向,虛線上A、B、C、D等間距,根據(jù)圖像可判斷()A.BC間的電場方向為C指向BB.A點附近沒有電場線,A點的電場強度為零C.D點電場強度為零,試探電荷不受電場力作用A移到B,電場力做正功,電勢能減小10.(2021廣東揭陽模擬)如下圖用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中。三個帶電小球質(zhì)量相等,A球帶負電,平衡時三根絕緣細線都是直的,但拉力都為零。那么()A.B球和C球所帶電荷量不一定相等B.B球和C球所帶電荷量一定相等C.B球帶負電荷,C球帶正電荷D.B球帶正電荷,C球帶負電荷11.(2021山東泰安高三下學期三模)如下圖,M點固定一負電荷,N點固定一正電荷,兩者所帶的電荷量相等、相距為L,以N點為圓心、L2為半徑畫圓,a、b、c、d是圓周上的四點,其中a、b兩點在直線MN上,c、d兩點的連線過N點,且垂直于MN,一帶正電的試探電荷沿圓周移動。以下說法正確的選項是b點所受的電場力最大a、b兩點所受電場力的方向相同b點的電勢能最大c、d兩點所受的電場力相同12.(2021陜西漢中高三教學質(zhì)量第二次檢測)如下圖,實線為兩個點電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線,虛線為正電荷從A點運動到B點的運動軌跡,那么以下判斷正確的選項是()A.A點的電場強度小于B點的電場強度B.Q1的電荷量大于Q2的電荷量A點的電勢能小于在B點的電勢能A點的速度小于在B點的速度13.如下圖,小球A用兩根等長的絕緣細繩a、b懸掛在水平天花板上,兩繩之間的夾角為60°。A的質(zhì)量為0.1kg,電荷量為2.0×10-6C。A的正下方0.3m處固定有一帶等量同種電荷的小球B。A、B均可視為點電荷,靜電力常量k=9×109N·m2/C2,重力加速度g取10m/s2。求:(1)細繩a的拉力大小;(2)剪斷細繩a的瞬間,細繩b的拉力大小和小球A的加速度大小。參考答案課時標準練23電場力的性質(zhì)1.C2.D由題圖可知,甲為等量異種電荷形成的電場線,故A錯誤;乙為正的點電荷所形成的電場線分布,離點電荷距離相等的a、b兩點電場強度大小相同,電場強度方向不同,故B錯誤;只有電場線為直線時,粒子才有可能沿著電場線運動,曲線電場線中,粒子不會沿著電場線運動,故C錯誤;題圖丁中e點與f點電勢相同,它們的電勢能相同,故D正確。3.A對三個球的整體:F=3ma;對A、B的整體:F1=2ma,解得F1=23F;即A、B對C的庫侖力的合力為23F;因:FBCFAC=k3q·8qL2∶k6q·8q4L2=24.D題中甲圖中O點電場強度為E,乙圖相當于甲圖順時針旋轉(zhuǎn)45°,再與原甲圖疊加,所以乙圖中P點電場強度可視為兩個夾角為45°的E疊加,兩矢量水平分量之和為1+22E,豎直分量之和為22E,那么P處的電場強度為Ep=E(1+22)

25.BO點是三角形的中心,到三個電荷的距離為l=23r×sin60°=33r,兩個+q電荷在O處產(chǎn)生的電場強度大小均為E1=E2=kql2;根據(jù)對稱性和幾何知識得知:兩個+q在O處產(chǎn)生的合電場強度為E12=E1=kql2;再與-2q在O處產(chǎn)生的電場強度合成,得到O點的合電場強度為E=E12+E3=kql2+k2ql2=k6.B電場力的方向指向軌跡的凹側(cè)且沿與電場線相切的方向,因此粒子從A運動到B的過程中電場力方向與速度方向的夾角大于90°,粒子做減速運動,電場力越來越小,加速度越來越小,故B項正確。7.B設彈簧的勁度系數(shù)為k,原長為x,當系統(tǒng)平衡時,彈簧的伸長量為x0,那么有:kx0=kQq(x+x0)2,保持Q不變,將q變?yōu)?q時,平衡時有:kx1=k2Qq(x+x1)2,由上式易得:x1<2x0,A項錯誤;同理可以得到,保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的伸長量小于2x0,B項正確;保持q不變,將Q變?yōu)?Q,如果縮短量等于x0,8.BC在甲圖中,p、q間電場線方向均指向O點,正點電荷可沿直線從p運動到q,在乙圖中,p、q間電場線方向垂直p、q連線,正點電荷所受的電場力與p、q連線垂直,不可能沿直線運動,故A錯誤;在甲圖中,M、N間電場線方向均背離O點,正點電荷可沿直線從M運動到N,在乙圖中,M、N間電場線方向由M指向N,正點電荷所受的電場力與M、N連線平行,也可以沿直線運動,故B正確;正點電荷在甲圖所示電場中,所受的電場力指向O點,正點電荷可以繞O點做勻速圓周運動,并經(jīng)過p、q,故C正確;在乙電場中,正點電荷受到的電場力與p、q連線垂直,不可能做勻速圓周運動,故D錯誤。9.C電場線的疏密表示電場的強弱,結(jié)合庫侖定律可知,B處的點電荷為+4q,C處的點電荷為-q。電場線的方向總是從正電荷出發(fā)終止于負電荷,即BC間的電場方向大體為B指向C,故A錯誤;由點電荷電場強度的公式:E=kQr2和電場的疊加,易得A點的電場強度并不等于零,故B錯誤;由點電荷電場強度的公式:E=kQr2和電場的疊加可得,D點的電場強度為零,試探電荷在D點不受電場力,故C正確;AB間電場方向為B指向A,帶正電的試探電荷從A移到B,電場力做負功,電勢能增加10.BB球受重力及A、C對B球的庫侖力而處于平衡狀態(tài);那么A與C球?qū)球的庫侖力的合力應與重力大小相等,方向相反;而庫侖力的方向只能沿兩電荷的連線方向,故可知A對B的庫侖力應指向A,C對B的庫侖力應指向B的左側(cè);因A帶負電,那么可知B、C都應帶正電,故C、D錯誤;由受力分析圖可知,A對B的庫侖力應為C對B庫侖力的2倍,故C帶電荷量應為A帶電荷量的一半;同理分析C可知,B帶電荷量也應為A帶電荷量的一半,故B、C帶電荷量應相同,故A錯誤,B正確。11.C在a、b、c、d四點+Q對正電的試探電荷產(chǎn)生的電場強度相同,方向背離圓心,在a、b、c、d四點-Q對正電的試探電荷產(chǎn)生的電場強度在與-Q連線上,指向-Q,根據(jù)電場強度的疊加,b點處的合電場強度最小,根據(jù)F=Eq,那么所受的電場力最小,選項A錯誤;根據(jù)電場的疊加,a點的電場強度方向向左,b點的電場強度,根據(jù)E=kQr2,+Q在b點的電場強度大于-Q在b點的電場強度,b點合電場強度方向向右,試探正電荷在a、b兩點所受電場力的方向相反,選項B錯誤;a、b、c、d四點在以點電荷+Q為圓心的圓上,由+Q產(chǎn)生的電場在a、b、c、d四點的電勢是相等的,所以a、b、c、d四點的總電勢可以通過-Q產(chǎn)生的電場的電勢確定,根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知,b點的電勢最高,c、d電勢相等,a點電勢最低,根據(jù)Ep=qφ,那么試探正電荷在b點的電勢能最大,選項C正確;根據(jù)電場的疊加c、d兩點的合電場強度大小相同,方向不相同,試探正電荷在c、d兩點所受的電場力不相同,選項12.C根據(jù)“電場線的密疏表示電場強度的大小〞可知A點的電場強度比B點的電場強度大,選項A錯誤;根據(jù)電場線分布情況可知Q1、Q2是同種電荷。由點電荷周圍電場線較密可知點電荷帶電荷量較多,即Q1<Q2,選項B錯誤;正電荷做曲線運動,受到的合力方向指向曲線的凹處,并且和電場線在一條直線上,所以正電荷電場力方向指向Q2,由于正電荷從A點運動到B點的過程中,電場力方向與速度方向的夾角總是大于90°,電場力做負功,電勢能增大,即正電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能,選項