《全国通用2020版高考物理一轮复习第七章微专题51电场力的性质加练半小时含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用2020版高考物理一轮复习第七章微专题51电场力的性质加练半小时含解析.pdf（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、电场力的性质电场力的性质 方法点拨 电场叠加问题要注意矢量性与对称性. 1.(2018四川省成都七中月考)一个正点电荷Q固定在正方形的一个角上， 另一个带电粒子 射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c，如图 1 所示，则有( ) 图 1 A.根据轨迹可判断该带电粒子带正电 B.a、b、c三点场强大小之比是 121 C.粒子在a、b、c三点的加速度大小之比是 212 D.a、c两点的电场强度相同 2.(2018湖南省永安一中等三校联考)如图 2 所示，在匀强电场中，将一质量为m、带电荷 量为q的带电小球由静止释放， 带电小球运动轨迹为一直线， 该直线与竖直方向的夹角为， 小球的重力
2、不能忽略，关于匀强电场的场强大小，下列说法正确的是( ) 图 2 A.唯一值是B.最大值是 mgtan q mgtan q C.最小值是D.最小值是 mgsin q mgcos q 3.空间某区域有一个正三角形ABC，其三个顶点处分别固定有三个等量正点电荷，如图 3 所 示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为正三角形三边的中点，F点为E关于C点的 对称点.取无限远处的电势为 0，下列说法中正确的是( ) 图 3 A.根据对称性，D点的电场强度必为 0 B.根据对称性，D点的电势必为 0 C.根据对称性，E、F两点的电场强度等大反向 D.E、G、H三点的电场强度和电势均相同 4.如图4所示
3、， 水平地面AB段粗糙，BC段光滑， 在AB段上方存在方向水平向右的匀强电场，BC 段上方存在方向水平向左的匀强电场，两匀强电场的场强大小均为E.过B点的竖直虚线是 两匀强电场的分界线，一质量为m1kg、电荷量q2103C 的物体从A点由静止释放， 经过时间t到达B点， 通过B点后又经过时间t物体再次返回到B点.已知物体与AB段地面 间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g10m/s2，则两匀强电场的场强大小为( ) 图 4 A.2103N/CB.2104N/C C.1103N/CD.1104N/C 5.(2019上海市金山区一模)如图 5 所示， 两个等量正点电荷的连线垂直于x轴， 相对原点O
4、对称分布，则x轴上电场强度E与位置x的关系可能是( ) 图 5 6.(多选)(2018天津市河东区一模)如图 6 所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L， 顶点C恰好位于光滑绝缘倾斜直轨道DC的最低点， 光滑直轨道上端点D到A、B两点的距离 均为L，D在AB边上的竖直投影点为O.一对电荷量均为Q的点电荷分别固定于A、B两点. 在D处将质量为m、电荷量为q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响)，将小球由静 止开始释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且kmg，忽略空气阻力，下列 Qq L2 3 3 说法正确的是( ) 图 6 A.D点的电场强度与C点的电场强度大小相等 B.小球沿直线轨
5、道DC向下做匀加速直线运动 C.小球刚到达C点时，加速度为零 D.小球沿直轨道DC下滑过程中，其电势能先增大后减小 7.如图 7 所示，A、B、C、D为真空中矩形图形的 4 个顶点，AB长为 3cm，BC长为 4cm，在 矩形顶点A、B、C三处各放置一个点电荷qA、qB、qC，其中qA、qC为负电荷，qB为正电荷. 已知它们的电荷量大小之比为qAqBqC6412527，点电荷qA产生的电场在D处的场 强大小为E.则D处的合场强大小应为( ) 图 7 A.1.25EB.2EC.0D.2.5E 8.(多选)(2018湖北省黄冈市模拟)真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C 和顶点B上，
6、D为斜边AB的中点，ABC30，如图 8 所示.已知A点电场强度的方向垂 直AB向下，则下列说法正确的是( ) 图 8 A.q1带正电，q2带负电 B.D点电势高于A点电势 C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半 D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍 9.已知表面电荷均匀分布的带电球壳，其内部电场强度处处为零.现有表面电荷均匀分布的 带电半球壳，如图 9 所示，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线.P、Q为CD轴上关于O点 对称的两点.则( ) 图 9 A.P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等、方向相同 B.P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等、方向相反 C.P点的
7、电场强度比Q点的电场强度强 D.P点的电场强度比Q点的电场强度弱 10.(2018云南师范大学附属中学月考)如图 10 所示，在竖直平面内有一质量m0.6kg、 电荷量q3103C 的带电小球， 有一根长L0.2m 且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向 水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点.已知A、O、C点等高，且OAOCL， 若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，g取 10m/s2. 图 10 (1)求匀强电场的电场强度E的大小； (2)求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小； (3)若将带电小球从C点无初速度释放，求小球到达A点时的速
8、度大小. 11.(2018福建省泉州市质检)如图 11 所示，固定在竖直平面内、半径R1m 的 圆弧形的 1 4 光滑绝缘轨道AB，与粗糙绝缘的水平轨道BC相切于B点.轨道的一部分处在水平向左的匀 强电场中，过D点的竖直虚线为电场的边界，电场强度E5.0103N/C，B点与边界线的距 离s00.8m.一水平轻弹簧右端固定在C处，自然伸长时左端恰好在电场的边界线上.一质 量m2.0kg、电荷量q2.0103C 的小滑块P以初速度v02m/s 从A点滑下沿圆弧轨 道运动，将弹簧左端压缩到D点后又被弹回，并恰好能回到A点，P与水平轨道间的动摩 擦因数0.1，g取 10m/s2.求： 图 11 (1)
9、滑块P第一次到达电场边界时的动能； (2)弹簧的最大弹性势能Ep. 答案精析答案精析 1.C 带电粒子受到的电场力指向轨迹的内侧， 根据轨迹弯曲方向可以知道带电粒子与固定 在Q点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，故该带电粒子带负电，A 项错误；根据几何 知识可以知道a、b、c三点到Q的距离之比为rarbrc11， 根据点电荷场强公式Ek2 ，得a、b、c三点场强大小之比为 212，B 项错误 ； 根据牛顿第二定律得 ：a，aE， Q r2 qE m 则知粒子在a、b、c三点的加速度大小之比是 212，C 项正确；a、c两点的电场强度大 小相等，但方向不同，所以电场强度不同，D 项错误. 2.
10、C 小球在重力和电场力的共同作用下做匀加速直线运动， 只需电场力与重力的合力沿运 动方向即满足题意，当电场力与合力方向垂直时，电场力最小，即qEmgsin，故E ，故选 C. mgsin q 3.A 由于D点为正三角形的中心， 即到三个点电荷的距离相等， 故任意两点电荷在D点产 生的合场强与第三个点电荷在D点产生的电场强度等大反向， 故D点的电场强度为零， 选项 A 正确 ； 由于取无限远处的电势为 0，从无穷远处移动电荷至D点，电场力做功必不为 0，故D 点电势不可能为 0，选项 B 错误；C点电荷在E、F两点产生的电场强度等大反向，但A、B 两个点电荷在E、F两点产生的电场强度的矢量和不相
11、等， 选项 C 错误 ； 由对称性可知，E、G、H 三点的电场强度大小相等，但电场强度的方向不同，选项 D 错误. 4.C 物体在AB段做匀加速直线运动，到达B点时速度为vBt，经过B点后先 Eqmg m 做匀减速直线运动，速度减为零后反向做匀加速运动，由vBt t20，可解得E 1 2 Eq m 1103N/C，故选项 C 正确. 5.A 根据场强的叠加原理可知两正点电荷连线的中点场强为零，靠近点电荷处场强比较 大，在距离点电荷无穷远处的场强也为零；再由两等量正点电荷周围电场分布情况可知，O 点两边的电场强度方向不同，故 A 正确. 6.AC 由几何关系可知，D、C两点到A、B处两个点电荷的
12、距离均相等， 由场强叠加原理可知，D 点的电场强度与C点电场强度的大小相等， 故A正确 ； 小球沿直线轨道DC向下滑动的过程中， 到两点电荷的距离先减小后增大，则所受的电场力不是定值，合力不是定值，小球不是做匀 加速直线运动，故 B 错误 ； 负电荷产生的电场方向指向负电荷，可知两个负电荷在D处产生 电场的电场强度分别指向A与B，由于两个点电荷的电荷量是相等的，所以两个点电荷在D 点产生电场的电场强度的大小相等，则它们的合场强的方向沿ADB的角平分线，由库仑定 律得，A、B处点电荷在D点产生电场的场强的大小EAEB，它们的合场强ED kQ L2 3mg 3q EAcos30EBcos30； 由
13、几何关系知DOOCL，则OCD45.小球到达C点时， mg q 3 2 对小球进行受力分析，其受力的剖面图如图所示，由于C到A、B的距离与D到A、B的距离 都等于L， 则C点的电场强度的大小与D点的电场强度的大小相等， 方向由C指向O点， 即EC ED，沿轨道方向有mgcos45Fcos45ma，其中FqECmg，得a0，故 C 正确； mg q 由几何关系可知，CD连线的中点处到AB的距离最小， 电势最低， 小球带正电， 所以小球在CD 的连线中点处的电势能最小， 则小球沿直轨道DC下滑过程中， 其电势能先减小后增大， 故 D 错误. 7.C 若令AB3r0，qA64q0，则根据点电荷电场强
14、度的决定式E可得，三个电荷在D kQ r2 点产生的场强分别为EA，方向指向A电荷，EB，方向背离B电荷，EC， 4kq0 r2 0 5kq0 r2 0 3kq0 r2 0 方向指向C电荷，将A、C处电荷产生的两分场强根据平行四边形定则合成可得，EA、EC的 合场强与EB等大反向，故D点的合场强为零，C 正确. 8.AC 根据题述，A点的电场强度垂直AB向下， 可知q1带正电、q2带负电， 选项 A 正确 ；q1 在A、D两点产生的电势相等，q2在A点产生的电势高于在D点产生的电势，则A点的电势 高于D点，选项 B 错误 ； 根据题述，A点的电场强度垂直AB向下，可得 sin30，E1k E2
15、 E1 ，E2k，联立解得q22q1，选项 C 正确，D 错误. q1 r2 1 q2 r2 2 9.A 表面电荷均匀分布的带电球壳，其内部场强处处为零，若把另一带电半球壳补上， 则P、Q两点的合场强均为零，根据对称性原理可得，A 正确. 10.(1)2103N/C (2)(1812) N (3)2m/s2 解析 (1)小球到达最低点B时速度为零，则 0mgLEqL，E2103N/C. (2)小球到达最低点B时速度为零，根据对称性可知，达到最大速度的位置为AB弧的中点， 即当沿轨迹上某一点切线方向的合力为零时，小球的速度有最大值，由动能定理有mv20 1 2 mgLsin45Eq(LLcos4
16、5)，mF2mgcos45，F(1812) N. v2 L 2 (3)小球从C运动到B点做匀加速直线运动，有ag，xL，vB2m/s，到达B222ax2 点后细线绷直，有机械能的损失，v切vBsin452m/s，小球由BA过程中，由动能定 理有mvA2mv切2mgLEqL，vAv切2m/s. 1 2 1 2 11.(1)4.4J (2)4J 解析 (1)由动能定理可得mgRqE(Rs0)mgs0Ekmv02，解得Ek4.4J. 1 2 (2)设D、D两点间的距离为s1，小滑块P从A点出发再次回到A点的过程克服摩擦力所做 的功为Wf， 则有Wfmv02， 又Wf2mg(s0s1)， 可得s10.2m.滑块P由D点返回到A 1 2 点的过程，由功能关系得Epmg(s0s1)mgRqE(Rs0)4J.