全国通用版2019版高考物理大一轮复习第七章静电场课时达标19电场力的性质.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 19 讲 电场力的性质 解密考纲 主要考查库仑定律、电场强度的理解和电场叠加的计算、电场线的理解和应用 1 (多选 )如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为 Q 的小球 P，带电量分别为 q 和 2q 的小球 M 和 N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上， P 与 M 相距 L， P、 M和 N 视为点电荷，下列说法正确的是 ( BD ) A M 与 N 的距离大于 L B P、 M 和 N 在同一直线上 C在 P 产生的电场中， M、 N 处的电势相同 D M、 N 及细杆组成的系统所受合外力为零 解析 M、 N 处于静止状态，则 M、 N 和杆组成的

2、系统所受 合外力为 0，则 FPM FPN，即 kQqL2 k2Qqx2 ，则有 x 2L，那么 M、 N 间距离为 ( 2 1)L，故选项 A 错误，选项 D 正确；由于M、 N 静止不动， P 对 M 和对 N 的力应该在一条直线上，故选项 B 正确；在 P 产生电场中， M处电势较高，故选项 C 错误 2如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置，工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则 ( D ) A乒乓球的左 侧感应出负电荷 B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上 C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用

3、D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞 解析 由图可知，右侧金属板与电源正极相连接，带正电，左侧金属板带负电，根据静电感应规律，近端感应出异种电荷，因此乒乓球的左侧感应出正电荷，选项 A 错误；乒乓球被扰动后，如果向右摆动会被吸到右板上，选项 B 错误；乒乓球共受到悬线的拉力，重力和【 精品教育资源文库 】 电场力的作用，选项 C 项错误；用绝缘棒将乒乓球拨到右极板接触，乒乓球会带上正电，受到右板的排斥，向左 运动与左极板接触，又带上负电，被左极板排斥向右运动，这样小球就在两极板间来回碰撞，选项 D 正确 3 (2018 福建厦门模拟 )已知均匀带电球体在球的外

4、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如图所示，半径为 R 的球体上均匀分布着电荷量为 Q的电荷，在过球心 O 的直线上有 A、 B 两个点， O 和 B、 B 和 A 间的距离均为 R.现以 OB 为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为 k，球的体积公式为 V 43 r3，则 A 点处场强的大小为 ( B ) A 5kQ36R2 B 7kQ36R2 C 7kQ32R2 D 3kQ16R2 解析 由题意知，半径为 R 的均匀带电体在 A 点产生的场强 E 整 kQR 2 kQ4R2.挖出的小球半径为 R2，因为电荷均匀分布，其带电荷量 Q 43 ?R2343 R3Q

5、Q8.则其在 A 点产生的场强 E挖 kQ?12R R2k Q894R2 kQ18R2.所以剩余空腔部分电荷在 A点产生的场强 E E 整 E 挖 kQ4R2 kQ18R2 7kQ36R2，故选项 B 正确 4某电场的电场线分布如图所示， A、 B 是直电场线上的两点，一带负电粒子仅在电场力作用下以一定初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，且到 B 点时速率不 为零，则其在 A、 B间的 v t 图线可能是 ( B ) 【 精品教育资源文库 】 解析 由电场线的疏密程度可知粒子从 A 到 B 所受电场力逐渐减小，又因粒子带负电，粒子做加速度减小的减速运动，选项 B 正确 5 (2017 吉

6、林长春模拟 )如图所示， AC 垂直平分 BD，电荷量为 Q、 Q 的两点电荷分别放在 B、 D 两点， O 是 AC 的中点，且 OA OB a， BOC 60 ，则 ( C ) A O 点的电场强度大小为 kQa2，方向垂直 AC 向右 B O 点的电场强度大小为 3kQa2 ，方向垂直 AC 向左 C A 点的电场强度大小为 kQ3a2，方向垂直 AC 向右 D电荷量为 q 的电荷在 O 点的电势能大于在 A 点的电势能 解析 由点电荷电场强度公式及电场叠加原理知 O 点电场强度为 EO 2kQa2 cos 30 ，即为 3kQa2 ，方向垂直 AC 向右，选项 A、 B 错误；同理 A

7、 点电场强度为 EA 2kQAB2cos 60 ，而AB 3a，所以 EA kQ3a2，方向垂直 AC 向右，选项 C 正确；因 AC 线是等势线，所以电荷 量为 q 的电荷在 O 点的电势能等于在 A 点的电势能，选项 D 错误 6 (2017 浙江金华模拟 )如图所示， O 是半径为 R 的正 N 边形 (N 为大于 3 的偶数 )外接圆的圆心，在正 N 边形的一个顶点 A 放置一个带电荷量为 2q 的点电荷，其余顶点分别放置带电荷量为 q 的点电荷 (未画出 )，则圆心 O 处的电场强度大小为 ( B ) A 2kqR2 B 3kqR2 C N kqR2 D NkqR2 解析 若正 N

8、边形的各顶点带上相同点电荷，则圆心 的电场强度为零，题中一顶点 A放置一个带电荷量为 2q的点电荷，则由对称法可知此圆心 O处的电场强度应为 k2qR2 kqR2【 精品教育资源文库 】 3kqR2 ，选项 B 正确 7 (多选 )如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电荷量分别为 q、 Q、 q、 Q.四个小球构成一个菱形， q、 q 的连线与 q、 Q 的连线之间的夹角为 .若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是 ( AC ) A cos3 q8Q B cos3 q2Q2 C sin3 Q8q D sin3 Q2q2 解析 设菱形边长为 a，则两个 Q 之间距离为 2asin

9、 ，两个 q 之间距离为 2acos .选取 q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得 2kQqa2cos k q2acos 2，解得 cos 3 q8Q，选项 A 正确， B 错误；选 Q 作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得 2kQqa2sin k Q2asin 2，解得 sin 3 Q8q，选项 C 正确， D 错误 8 (多选 )如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷 Q1、 Q、 Q2， Q 恰好静止不动， Q1、 Q2围绕 Q 做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线已知 Q1、 Q2分别与 Q 相距 r1、 r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是 ( AC )

10、 A Q1、 Q2的电荷量之比为 (r1r2)2 B Q1、 Q2的电荷量之比为 r1r2C Q1、 Q2的质量之比为 r2r1D Q1、 Q2的质量之比为 (r2r1)2 解析 由 Q 恰好静止可知 kQQ1r21 kQQ2r22，则 Q1、 Q2两点电荷的电荷量之比为 ? ?r1r22，选项 A正确， B 错误； Q1做匀速圆周运动， kQQ1r21 k Q1Q2r1 r22 m1r12， Q2做匀速圆周运动， kQQ2r22 【 精品教育资源文库 】 k Q1Q2r1 r22 m2r22，联立解得 Q1、 Q2的质量之比应是r2r1，选项 C 正确， D 错误 9如图所示，光滑绝缘细杆

11、与水平面成 角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、电荷量为 q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止 ( B ) A垂直于杆斜向上，场强大小为 mgcos q B竖直向上，场强大小为 mgq C垂直于杆斜向上，场强大 小为 mgsin q D水平向右，场强大小为 mgqtan 解析 若所加电场的场强垂直于杆斜向上，对小球受力分析可知，其受到竖直向下的重力、垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力，在这三个力的作用下，小球沿杆方向上不可能平衡，选项 A、 C 错误；若所加电场的场强竖直向上，对小球受力分析可知，当E mgq 时，电场力与重

12、力等大反向，小球可在杆上保持静止，选项 B 正确；若所加电场的场强水平向右，对小球受力分析可知，其共受到三个力的作用，假设小球此时能 够静止，则根据平衡条件可得 Eq mgtan ，所以 E mgtan q ，选项 D 错误 10 (多选 )如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在天花板上三个带电小球质量相等， A 球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零，则 ( AD ) A B 球和 C 球都带负电荷 B B 球带负电荷， C 球带正电荷 C B 球和 C 球所带电荷量不一定相等 D B 球和 C 球所带电荷量一定相等 解析 B 球受重力及 A、 C 对 B

13、球的库仑力而处于平衡状态，则 A 与 C 球对 B 球的库仑【 精品教育资源文库 】 力的合力应与重力大小 相等，方向相反，而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A 对 B 的库仑力应指向 A， C 对 B 的作用力应指向 B 的左侧，则可知 B、 C 都应带负电，故选项 A 正确， B 错误；由受力分析可知， A 对 B 的库仑力应为 C 对 B 的库仑力的 2 倍，故 C 带电荷量应为 A 带电荷量的一半；同理分析 C 可知， B 带电荷量也应为 A 带电荷量的一半，故B、 C 带电荷量相等，故选项 C 错误， D 正确 11如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为 Q，半径为 R

14、，放在绝缘水平桌面上圆心为 O 点，过 O 点作一竖直线，在此线上取一点 A，使 A 到 O 点的距离为 R，在 A 点放一 试探电荷 q，则 q 在 A 点所受的电场力为 ( B ) A kQqR2 ，方向向上 B 2kQq4R2 ，方向向上 C kQq4R2，方向水平向左 D不能确定 解析 先把带电圆环分成若干个小部分，每一部分可视为点电荷，各点电荷对试探电荷的库仑力在水平方向上相互抵消，竖直方向上电场力大小为 kqQcos 452R 2 2kQq4R2 ，方向向上，选项 B 正确 12如图所示，真空中 存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为 E.一根不可伸长的绝缘细线长为 l，细线一端拴

15、一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电小球，另一端固定在 O 点，把小球拉到使细线水平的位置 A，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成 60 角的位置 B 时速度为 0.以下说法中正确的是 ( D ) A小球在 B 位置处于平衡状态 B小球受到的重力与电场力的关系是 3Eq mg 【 精品教育资源文库 】 C小球将在 A、 B 之间往复运动，且幅度将逐渐减小 D小球从 A 运动到 B 过程中，电场力对其做的功为 12qEl 解析 小 球到达 B 点时速度为 0，向心力为 0，则沿细线方向合力为 0，而小球有沿圆弧的切向分力，故在 B 点小球的合力不为 0，不是平衡状态，选项 A 错误根据动能定理有mg