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1、专题突破与题型专练电场力的性质题型一:等量点电荷周围的电场1.(2018 广西钦州高二期中)两个等量正点电荷位于 x 轴上,关于原点 O 呈对称分 布,下列能正确描述电场强度 E 随位置 x 变化规律的图是( A )解析 : 根据电场强度的叠加 , 知两正电荷的中点电场强度为零 , 周围的电场线是排 斥 状 的 , 靠 近 电 荷 处 电 场 强 度 比 较 强 . 故 A 正 确 , B , C , D 错误.2.(2018 江西南昌市二中高二测试)AB 和 CD 为圆上两条相互垂直的直径,圆心为 O.将电荷量分别为+q 和-q 的两点电荷放在圆周上,其位置关于 AB 对称且距离等 于圆的半
2、径 , 如图所示 . 要使圆心处的电场强度为零 , 可在圆周上再放一个适当的 点电荷 Q,则该点电荷 Q( C )A.应放在 A 点,Q=2q B.应放在 B 点,Q=-2qC.应放在 C 点,Q=-qD.应放在 D 点,Q=-q解析:根据平行四边形定则,求出+q 和-q 在 O 点产生的合场强,大小等于其中一个 点电荷在 O 点产生的电场强度的大小,方向水平向右,要使圆心处的电场强度为零, 可在 C 点放一个电荷量 Q=-q 的点电荷,故选项 C 正确.3.(2018 河北冀州中学高三模拟 )如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷 ,0距离为 d,电荷量分别为+Q 和-Q.在它们的水平中垂
3、线上固定一根长为 L、内壁光 滑的绝缘细管,有一电荷量为+q 的小球以初速度 v 从管口射入,则小球( C )A. 速度先增大后减小B. 受到的库仑力先做负功后做正功C. 受到的库仑力最大值为D. 管壁对小球的弹力最大值为解析:由等量的异种电荷形成的电场特点,根据小球的受力情况可知在细管内运动 时,合力为重力,小球速度一直增大,故 A 错误;库仑力水平向右,不做功,故 B 错误;在连线中点处库仑力最大,F= + = ,故 C 正确;管壁对小球的弹力与库仑力是平衡力,所以最大值为,故 D 错误.题型二:电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析1.(2018 山东曲阜高二期中 )某静电场中的电场线如图中
4、实线所示 ,带电粒子在电 场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由 M 运动到 N,以下说法正确 的是( D )A. 粒子必定带正电荷B. 粒子必定带负电荷C. 粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度D. 粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度解析 : 由于不知道电场线的方向 , 只知道带电粒子受力方向 , 没法确定带电粒子的电性 ,故选项 A,B 错误;电场线越密集的地方电场强度越大 ,带电粒子受到的静电 力越大,加速度越大,故选项 C 错误,D 正确.2. 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器 .某除尘器模型的收尘板是很长 的条形金属板,图中直线 ab 为该收尘
5、板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的 电场线分布如图所示 ; 粉尘带负电 , 在静电力作用下向收尘板运动 , 最后落在收尘 板上.若用粗黑曲线表示原来静止于 P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列四幅图 中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( B )解析:粉尘受力方向应该与电场线的切线方向相反 ,从静止开始在非匀强电场中运 动时 , 带电粉尘颗粒一定做曲线运动 , 且运动曲线总是向静电力一侧弯曲 , 运动轨 迹介于 P 点切线与经 P 点的电场线之间,故带电粉尘应沿 B 图所示曲线运动;不可 能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动,故不可能出现 A,C,D 图的情况,B 正确.3.(201
6、8 内蒙古巴彦淖尔市一中高二测试 )( 多选 )如图所示 , 实线为不知方向的三 条电场线,从电场中 M 点以相同速度垂直于电场线方向飞出 a,b 两个带电粒子,仅 在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( CD )A. a 一定带正电,b 一定带负电B. a 的速度将减小,b 的速度将增加C. a 的加速度将减小,b 的加速度将增加D. 两个粒子的动能都增加解析 : 带电粒子做曲线运动 , 所受力的方向指向轨迹的内侧 , 由于电场线的方向未 知,所以粒子带电性质不确定,故选项 A 错误;从图中轨迹变化来看,速度与力方向 的夹角小于 90,所以静电力都做正功,动能都增大,速度都增大,故选项
7、 B 错误,D正确;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以 a 受力减小, 加速度减小,b 受力增大,加速度增大,故选项 C 正确.题型三:静电力与力学规律的综合应用1.(2018 陕西汉中高二期中)如图所示,在电场强度为 E 的匀强电场中有一个质量 为 m 的带正电小球 A 悬挂在绝缘细线上,当小球静止时,细线与竖直方向成 30角, 已知此电场方向恰使小球受到的静电力最小,则小球所带的电荷量应为( D )A. B. C. D.解析 : 由题意电场方向恰使小球受的静电力最小可知 ,E 的方向与细线垂直 , 受力如图.由平衡条件可得, mg=qE,q= ,故 D 正确.2.(2
8、017 甘肃省高三第二次诊断)如图所示,等量异种电荷 A,B 固定在同一水平线上 , 竖直固定的光滑绝缘杆与AB 连线的中垂线重合 ,C,D 是绝缘杆上的两点,ACBD 构成一个正方形.一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自 C 点 无初速度释放,则小球由 C 运动到 D 的过程中,下列说法正确的是( A )A. 杆对小球的作用力先增大后减小B. 杆对小球的作用力先减小后增大C. 小球的速度先增大后减小D. 小球的速度先减小后增大解析:从 C 到 D,电场强度先增大后减小,则静电力先增大后减小,则杆对小球的作TTT用力先增大后减小,故选项 A 正确,B 错误;因直杆处于 AB 连线的中垂
9、线上,所以此 线上的所有点的电场方向都是水平向右的 ,对带电小球进行受力分析,受竖直向下 的重力 , 水平向右的静电力和水平向左的弹力 , 水平方向上受力平衡 , 竖直方向上 的合力大小等于重力 , 重力大小不变 , 加速度大小始终等于重力加速度 , 所以带电 小球一直做匀加速直线运动,故选项 C,D 错误.3.(2018 广东中山市一中高三测试 )如图所示 ,一条长为 L 的绝缘细线 ,上端固定 , 下端系一质量为 m 的带电小球,将它置于电场强度为 E、方向水平向右的匀强电 场中,当小球平衡时,细线与竖直方向的夹角=45.求:(1) 小球带何种电荷?电荷量为多少?(2) 若将小球向左拉至细线呈水平的位置 ,然后由静止释放小球 , 则放手后小球做 什么运动?经多长时间到达最低点?解析 :(1) 由于小球处于平衡状态 ,对小球进行受力分析 , 如图所示 , 由此可知小球带 正电,设其电荷量为 q,则F sin =qE,F cos =mg,联立可得 F = mg,Q= = .(2)静止释放后,小球由静止开始沿与竖直方向成=45斜向右下方做匀加速直线运动 , 当到达最低点时 , 它经过的位移为L, 此时细线刚好拉直 , 由匀变速直线运动的规律可得 x= at所以 t= .答案:(1)正电2,a= g(2)匀加速直线运动