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1、2022年高考物理一輪總復習 6.1電場力的性質(zhì)限時規(guī)范特訓
一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分)
1. 關(guān)于電場強度及電場線的概念,下列說法中正確的是( )
A. 電荷在電場中某點受到的電場力大,該點的電場強度就大
B. 電場強度的方向總跟電場力的方向一致,電場線上某一點的切線方向即為該點的場強方向
C. 由靜止釋放的帶電粒子只在電場力作用下,其運動軌跡一定與電場線重合
D. 電場中某點的電場強度由電場本身決定,與試探電荷無關(guān)
解析:電場強度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量。電場中某點的電場強度由電場本身決定,與試探電荷、試探電荷的受力情況無關(guān)。所以A錯誤、D正確;
2、正電荷所受電場力的方向與所在點的場強方向相同,負電荷所受電場力的方向與所在點的場強方向相反,所以B錯誤;若電場線為曲線其運動軌跡與電場線不重合,選項C錯誤。
答案:D
2. (多選)如圖所示為電場中的一條電場線,在該電場線上有a、b兩點,用Ea、Eb分別表示這兩點電場強度的大小,則( )
A. a、b兩點的電場強度方向相同
B. 因為電場線由a指向b,所以Ea>Eb
C. 因為電場線是直線,所以Ea=Eb
D. 不知道a、b附近電場線的分布情況,Ea、Eb的大小不能確定
解析:電場線疏密表示場強大小,切線方向表示場強方向,由于只有一條電場線,故無法判定哪點場強大。選項A、D
3、正確。
答案:AD
3. 如圖所示,一個均勻的帶電圓環(huán),帶電荷量為+Q,半徑為R,放在絕緣水平桌面上。圓心為O點,過O點作一豎直線,在此線上取一點A,使A到O點的距離為R,在A點放一檢驗電荷+q,則+q在A點所受的電場力為( )
A. ,方向向上 B. ,方向向上
C. ,方向水平向左 D. 不能確定
解析:先把帶電圓環(huán)分成若干個小部分,每一小部分可視為一個點電荷,各點電荷對檢驗電荷的庫侖力在水平方向上相互抵消,豎直方向上的電場力大小為=,方向向上,故選B。
答案:B
4.[xx·浙江高考](多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕
4、緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán),當距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是( )
A. 摩擦使筆套帶電
B. 筆套靠近圓環(huán)時,圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷
C. 圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D. 筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
解析:筆套與頭發(fā)摩擦后,能夠吸引圓環(huán),說明筆套上帶了電荷,即摩擦使筆套帶電,選項A正確;筆套靠近圓環(huán)時,由于靜電感應(yīng),會使圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷,選項B正確;圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)所受的重力,故選
5、項C正確;筆套接觸到圓環(huán)后,筆套上的部分電荷轉(zhuǎn)移到圓環(huán)上,使圓環(huán)帶上相同性質(zhì)的電荷,選項D錯誤。
答案:ABC
5. 在如下圖所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點。其中a、b兩點電場強度大小相等、方向相反的是( )
A. 甲圖中與點電荷等距的a、b兩點
B. 乙圖中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
C. 丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
D. 丁圖中非勻強電場中的a、b兩點
解析:甲圖中與點電荷等距的a、b兩點,場強大小相同,方向不相反,選項A錯誤;對乙圖,根據(jù)電場線的疏密及對稱性可判斷,a、b兩點的場強大小相等、方向相同,選
6、項B錯誤;丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點,場強大小相同,方向相反,選項C正確;對丁圖,根據(jù)電場線的疏密可判斷,b點的場強大于a點的場強,選項D錯誤。
答案:C
6. [xx·南寧模擬](多選)如圖所示,可視為點電荷的小球A、B分別帶負電和正電,B球固定,其正下方的A球靜止在絕緣斜面上,則A球受力個數(shù)可能為 ( )
A. 可能受到2個力作用 B. 可能受到3個力作用
C. 可能受到4個力作用 D. 可能受到5個力作用
解析:以A為研究對象,根據(jù)其受力平衡可得,如果斜面對A無作用力,則A只受重力和庫侖引力作用而平衡;如果受摩擦力,則一定受彈力,所
7、以A受4個力作用而平衡,故答案為A、C。
答案:AC
7. 如圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q,則該三角形中心O點處的場強為( )
A. ,方向由C指向O
B. ,方向由O指向C
C. ,方向由C指向O
D. ,方向由O指向C
解析: 每個點電荷在O點處的場強大小都是E==,畫出矢量疊加的示意圖,如圖所示,由圖可得O點處的合場強為E0=2E=,方向由O指向C。B項正確。
答案:B
8. [xx·太原模擬]如圖所示,一個絕緣圓環(huán),當它的均勻帶電且電荷量為+q時,圓心O處的電場強度大小為E,現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電+2q,而另一
8、半圓ADC均勻帶電-2q,則圓心O處的電場強度的大小和方向為( )
A. 2E,方向由O指向D B. 4E,方向由O指向D
C. 2E,方向由O指向B D. 0
解析:由題意可知,若圓AB帶電荷量為q,在圓心處場強為E,方向由O指向中點,若圓CD帶電荷量為-q,在圓心處的場強也是E,且方向與圓AB在圓心處場強相同;同理,圓BC、AD在圓心處的場強也是E,方向由O指向中點。合成各場強可得,圓心O處的場強大小為2E,方向由O指向D。因此A正確。
答案:A
9. [xx·蕪湖模擬]如圖所示,a、b兩點處分別固定有等量異種點電荷+Q和-Q,c是線段ab的中點,d是ac的中點,e是a
9、b的垂直平分線上的一點,將一個正點電荷先后放在d、c、e點,它所受的電場力分別為Fd、Fc、Fe,則下列說法中正確的是( )
A. Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右
B. Fd、Fc的方向水平向右,F(xiàn)e的方向豎直向上
C. Fd、Fe的方向水平向右,F(xiàn)c=0
D. Fd、Fc、Fe的大小都相等
解析:根據(jù)場強疊加原理,等量異種點電荷連線及中垂線上的電場線分布如圖所示,d、c、e三點場強方向都是水平向右,正點電荷在各點受電場力方向與場強方向相同,可得到A正確,B、C錯誤;連線上場強由a到b先減小后增大,中垂線上由O到無窮遠處逐漸減小,因此O點場強是連線上最小的(但不為0),是
10、中垂線上最大的,故Fd>Fc>Fe,故D錯誤。
答案:A
10. [xx·錦州模擬]如圖所示,將兩個擺長均為l的單擺懸于O點,擺球質(zhì)量均為m,帶電荷量均為q(q>0)。將另一個帶電荷量也為q(q>0)的小球從O點正下方較遠處緩慢移向O點,當三個帶電小球分別處于等邊三角形abc的三個頂點上時,擺線的夾角恰好為120°,則此時擺線上的拉力大小等于( )
A. mg B. mg
C. 2 D.
解析:對a處小球進行隔離分析,如圖所示,小球處于平衡狀態(tài),
則任意兩球間庫侖力大小Fq=
FOasin30°+Fqcos30°=mg
FOacos30°=Fq+
11、Fqsin30°
聯(lián)立解得FOa=mg=
利用對稱性可知FOa=FOb,B正確。
答案:B
二、非選擇題(本題共2小題,共40分)
11. (16分)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,現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)樨Q直向下且大小不變,不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g,sin37°=0.6),求:
(1)勻強電場的電場強度的大??;
(2)小球經(jīng)過最低點時受到的拉力大小。
甲
解析:(1)小球靜止在電場中受力如圖甲所示
顯然小球帶正電,由平衡條件得:
mgtan37°
12、=qE
故E=。
(2)電場方向變成豎直向下后(如圖乙所示),小球開始擺動做圓周運動,重力、電場力對小球做正功。由動能定理得:
乙
mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)
由圓周運動知識,可知在最低點時
F向=FT-(mg+qE)=m
解得FT=mg。
答案:(1) (2)mg
12. (24分)[xx·合肥調(diào)研]如圖(甲)所示,水平面被豎直線PQ分為左、右兩部分,左部分光滑,范圍足夠大,上方存在水平向右的勻強電場,右部分粗糙。一質(zhì)量為m=2 kg,長為L的絕緣體制成的均勻帶正電直棒AB置于水平面上,A端距PQ的距離為s=3 m,給棒一個水平向左的初速度v0,并以此
13、時作為計時的起點,棒在最初2 s的運動圖象如圖(乙)所示。2 s末棒的B端剛好進入電場,已知直棒單位長度帶電荷量為λ=0.1 C/m,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)直棒的長度;
(2)勻強電場的場強E;
(3)直棒最終停在何處。
解析:(1)0~2 s內(nèi),棒運動的位移s1=t=t=4 m
棒長為L=s1-s=1 m。
(2)由題圖(乙)知,棒在向左運動至B端剛好進入電場的過程,棒的加速度一直不變?yōu)閍==0.5 m/s2。
直棒所帶電荷量q=λL=0.1 C
當B端剛進入電場時有qE=ma
得出E==10 N/C。
(3)AB棒未進入電場前有μmg=ma
得出μ==0.05
棒B端進入電場后向左減速然后返回出電場直到最終停止,設(shè)A端在PQ右側(cè)與PQ相距為x。
由動能定理得--μmgx=0-mv
解得x=2.25 m
故A端在PQ右邊且距PQ為2.25 m。
答案:(1)1 m (2) 10 N/C
(3)A端距PQ 2.25 m,在PQ右邊