2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)19 電場(chǎng)力的性質(zhì)（含解析）新人教版

課后限時(shí)集訓(xùn)(十九) 電場(chǎng)力的性質(zhì)(建議用時(shí)：40分鐘)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)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(guān)于兩只氣球之間的靜電相互作用，下列說(shuō)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?yàn)槟Σ疗痣姸鴰Я送N電荷，同種電荷相互排斥，故選項(xiàng)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(jìn)入，從管口N排出，當(dāng)A、B兩端接上高壓后，在電場(chǎng)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(dá)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()AA端接高壓正極，B端接高壓負(fù)極BA端接高壓負(fù)極，B端接高壓正極CA端、B端都接高壓正極DA端、B端都接高壓負(fù)極B管內(nèi)接通靜電高壓時(shí)，管內(nèi)存在強(qiáng)電場(chǎng)，它使空氣電離而產(chǎn)生陰離子和陽(yáng)離子。負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下，向正極移動(dòng)時(shí)，碰到煙塵微粒使它帶負(fù)電。所以金屬管B端應(yīng)接高壓電源的正極，A端接負(fù)極。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。題組二：點(diǎn)電荷及庫(kù)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(dǎo)體BC附近，導(dǎo)體BC達(dá)到靜電平衡后，下列說(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體B端帶負(fù)電，C端帶正電且B端電勢(shì)比C端電勢(shì)低B用手摸一下導(dǎo)體B端可使導(dǎo)體帶上正電C導(dǎo)體C端電勢(shì)比金屬球A電勢(shì)高D導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿BC方向逐漸減小D導(dǎo)體BC發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)導(dǎo)體BC達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體是等勢(shì)體，兩端的電勢(shì)相等，導(dǎo)體B端帶負(fù)電，C端帶正電，故A錯(cuò)誤；用手摸一下導(dǎo)體B端可使導(dǎo)體帶負(fù)電荷，因?yàn)锽C的電勢(shì)高于大地，當(dāng)用手觸摸時(shí)大地上的負(fù)電荷會(huì)在電場(chǎng)力的作用下向BC運(yùn)動(dòng)，中和正電荷，使導(dǎo)體帶負(fù)電荷，故B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線(xiàn)從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，而沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)不斷降低，故導(dǎo)體C端電勢(shì)比金屬球A電勢(shì)低，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體BC發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)導(dǎo)體BC達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，感應(yīng)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度與A電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相反，由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E可知，場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)的兩個(gè)完全相同的帶正電實(shí)心銅質(zhì)小球球心間距為L(zhǎng)，半徑為r，質(zhì)量為m，電荷量為q，已知L3r，靜電力常量為k，萬(wàn)有引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是()A兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)且二者間的萬(wàn)有引力可直接通過(guò)萬(wàn)有引力定律求解B兩小球均可視為點(diǎn)電荷且二者間的電場(chǎng)力可直接通過(guò)庫(kù)侖定律求解C二者間的萬(wàn)有引力大小為G，二者間的電場(chǎng)力大小為kD二者間的萬(wàn)有引力大小為G，二者間的電場(chǎng)力小于kD兩小球間距并不是遠(yuǎn)大于小球的半徑，故小球不能視為質(zhì)點(diǎn)，兩實(shí)心銅質(zhì)小球質(zhì)量分布均勻，兩者之間的萬(wàn)有引力可以通過(guò)萬(wàn)有引力定律求解，大小為G，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩小球不能視為點(diǎn)電荷，且同種電荷相互排斥，兩小球相互遠(yuǎn)離的一側(cè)電荷分布密集，故兩者間的電場(chǎng)力小于k，則選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。5(2019·江川模擬)兩個(gè)半徑為r的相同的金屬球分別帶有q1、q2的異種電荷，已知q13q2，兩球心相距為10r，其相互作用力為F1?，F(xiàn)將兩球接觸后分開(kāi)，再放回原來(lái)的位置，這時(shí)兩球間的相互作用力為F2，則()AF2F1BF2F1CF2>F1DF2<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(dāng)兩球帶異種電荷時(shí)，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(kù)侖力F1>·；根據(jù)題意兩球接觸后分開(kāi)，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qq2，則作用力F2<·<，故A、B、C錯(cuò)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(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動(dòng)的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn)，ac連線(xiàn)與豎直方向成60°角，bc連線(xiàn)與豎直方向成30°角，三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()Aa、b、c小球帶同種電荷Ba、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷Ca、b小球電荷量之比為Da、b小球電荷量之比D對(duì)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(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)c小球受力分析，將力正交分解后可得：k·sin 60°k·sin 30°，又racrbc1，解得：qaqb9。故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。題組三：電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)線(xiàn)7一負(fù)試探電荷的電荷量為q2×1010C，放在正點(diǎn)電荷(電荷量為Q3×105 C)形成的電場(chǎng)中P點(diǎn)，受到的電場(chǎng)力方向向東，己知P點(diǎn)與正點(diǎn)電荷間的距離為r3×103 m，靜電力常量為9×109 N·m2/C2，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為()A2×105 N/C，方向向西B2×105 N/C，方向向東C3×1010 N/C，方向向西D3×1010 N/C，方向向東C由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式有E，其中F，聯(lián)立得E3×1010 N/C，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力的方向相同，與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向向西，C項(xiàng)正確。8如圖所示，P是固定的點(diǎn)電荷，虛線(xiàn)是以P為圓心的兩個(gè)圓。帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn)。若Q僅受P的電場(chǎng)力作用，其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則()Aaa>ab>ac，va>vc>vbBaa>ab>ac，vb>vc>vaCab>ac>aa，vb>vc>vaDab>ac>aa，va>vc>vbC由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式Ek可知，離場(chǎng)源點(diǎn)電荷P越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，Q受到的電場(chǎng)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(xiàng)錯(cuò)誤；由力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，Q受到的庫(kù)侖力指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹的一側(cè)，因此Q與P帶異種電荷，Q從c到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，從b到a的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少，因此Q在b點(diǎn)的速度最大，由于c、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差的絕對(duì)值小于a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差的絕對(duì)值，因此Q從c到b的過(guò)程中，動(dòng)能的增加量小于從b到a的過(guò)程中動(dòng)能的減少量，Q在c點(diǎn)的動(dòng)能大于在a點(diǎn)的動(dòng)能，即有vb>vc>va，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。9.一根長(zhǎng)為l的絲線(xiàn)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(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線(xiàn)與豎直方向成37°角，求(重力加速度g，sin 37°0.6，cos 37°0.8)(1)小球帶何種電荷？(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)力，即電場(chǎng)力與電場(chǎng)線(xiàn)方向相同，故小球帶正電。(2)小球靜止在電場(chǎng)中的受力如圖所示，由平衡條件有mgtan 37°qE，故E。答案：(1)帶正電(2)考點(diǎn)綜合練10.(2019·昭通模擬)兩根絕緣細(xì)線(xiàn)分別系住a、b兩個(gè)帶電小球，并懸掛在O點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí)，它們處在同一水平面上，兩細(xì)線(xiàn)與豎直方向間夾角分別為、，<，如圖所示?，F(xiàn)將兩細(xì)線(xiàn)同時(shí)剪斷，則()A兩球都做勻變速運(yùn)動(dòng) B兩球下落時(shí)間ta>tbC落地時(shí)兩球水平位移相同Da球落地時(shí)的速度小于b球落地時(shí)的速度D設(shè)兩球之間的庫(kù)侖力大小為F，當(dāng)兩小球靜止時(shí)，則有Fmagtan mbgtan ，因?yàn)?lt;，所以有ma>mb。將兩細(xì)線(xiàn)同時(shí)剪斷后，兩球在豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間相同，故B錯(cuò)誤。在水平方向上，庫(kù)侖力逐漸變小，兩球在庫(kù)侖力作用下做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤。由a可知，加速度aa<ab，所以?xún)汕蚵涞貢r(shí)水平位移xa<xb，落地速度va<vb，故C錯(cuò)誤，D正確。11(多選)(2019·大慶模擬)如圖所示，三個(gè)小球a、b、c分別用三根絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛在同一點(diǎn)O，細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度關(guān)系為OaOb<Oc，讓三球帶電后它們能靜止在圖中位置。此時(shí)細(xì)線(xiàn)Oc沿豎直方向，a、b、c連線(xiàn)恰構(gòu)成一等邊三角形，則下列說(shuō)法正確的是()Aa、b、c三球質(zhì)量一定相等Ba、b兩球所帶電荷量一定相等C細(xì)線(xiàn)Oa、Ob所受拉力大小相等Da.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(duì)c的庫(kù)侖力與b對(duì)c的庫(kù)侖力一定等大，即qaqb，選項(xiàng)B正確；對(duì)a、b受力分析可得：因?yàn)閍b連線(xiàn)處于水平，則mamb，但與c的質(zhì)量關(guān)系不能確定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因c對(duì)a、b的庫(kù)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(kù)侖力大小不一定相等，故D錯(cuò)誤，故選B、C。12.如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成角固定，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(qiáng)電場(chǎng)，所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度滿(mǎn)足什么條件時(shí)，小球可在桿上保持靜止()A垂直于桿斜向上，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B豎直向上，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C垂直于桿斜向上，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B若所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于桿斜向上，對(duì)小球受力分析可知，其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場(chǎng)力和垂直于桿方向的支持力，在這三個(gè)力的作用下，小球沿桿方向上不可能平衡，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向上，對(duì)小球受力分析可知，當(dāng)E時(shí)，電場(chǎng)力與重力等大反向，小球可在桿上保持靜止，選項(xiàng)B正確；若所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，對(duì)小球受力分析可知，其共受到三個(gè)力的作用，假設(shè)小球此時(shí)能夠靜止，則根據(jù)平衡條件可得Eqmgtan ，所以E，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。- 7 -