2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)提升練18 電場(chǎng)力的性質(zhì)題組一對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解1(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式EF/q和EkQ/r2的敘述，正確的是()AEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量BEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)CEkQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式Fk，式是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小【解析】公式EF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)E是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，只適用于點(diǎn)電荷電場(chǎng)，庫(kù)侖定律公式Fk可以看成q1在q2處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1對(duì)q2的作用力，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確【答案】BCD圖6­1­132如圖6­1­13所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角關(guān)于a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()AEaEbB.EaEbCEaEbD.Ea3Eb【解析】由題圖可知，rbra，再由E可知，故D正確【答案】D題組二對(duì)庫(kù)侖定律的理解應(yīng)用3(xx·上海高考)A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，ABBC12，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷當(dāng)在A處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的電場(chǎng)力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受電場(chǎng)力為()AF/2BF/2CFDF【解析】設(shè)AB間距離為x，則BC間距離為2x，根據(jù)庫(kù)侖定律有Fk，在C處放一電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受電場(chǎng)力為Fk，考慮電場(chǎng)力方向易知B正確【答案】B4(多選)(xx·武漢市高三調(diào)研)如圖6­1­14所示，在光滑絕緣的水平桌面上有四個(gè)小球，帶電荷量分別為q、Q、q、Q.四個(gè)小球構(gòu)成一個(gè)菱形，q、q的連線與q、Q的連線之間的夾角為.若此系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則正確的關(guān)系式可能是()圖6­1­14Acos3 Bcos3 Csin3 Dsin3 【解析】若設(shè)Q與q之間的距離為r，則q與q之間的距離為2rcos .對(duì)其中一q進(jìn)行受力分析如圖所示，其中F1為另一q對(duì)它的庫(kù)侖力，F(xiàn)2和F3分別為兩Q對(duì)它的庫(kù)侖力，由對(duì)稱性和庫(kù)侖定律可得F1k，F(xiàn)2F3k，由矢量平行四邊形中的幾何關(guān)系可得F2cos ，聯(lián)立以上幾式解得cos3 .如果對(duì)其中一Q進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡知識(shí)同理可得出結(jié)論sin3 .【答案】AC題組三電場(chǎng)線的理解應(yīng)用5一負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖6­1­15所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下列圖中的()圖6­1­15【解析】由速度時(shí)間圖象可知，電荷的速度越來(lái)越大，且加速度也是越來(lái)越大，故電荷在運(yùn)動(dòng)過程中，應(yīng)受到逐漸增大的吸引力作用，所以電場(chǎng)線的方向應(yīng)由B指向A.由于加速度越來(lái)越大，所以電場(chǎng)力越來(lái)越大，即B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即B點(diǎn)處電場(chǎng)線應(yīng)比A點(diǎn)處密集，所以正確答案為C.【答案】C6一個(gè)帶正電的粒子，在xOy平面內(nèi)以速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力不計(jì)粒子只在電場(chǎng)力作用下繼續(xù)在xOy平面內(nèi)沿圖6­1­16中的虛線軌跡運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，且在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與y軸平行，則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可能是()圖6­1­16A沿x軸正方向B沿x軸負(fù)方向C沿y軸正方向D垂直于xOy平面向里【解析】在O點(diǎn)粒子速度有水平向右的分量，而到A點(diǎn)的水平分量變?yōu)榱?，說明該粒子所受電場(chǎng)力向左或有向左的分量，又因?yàn)榱Ｗ訋д?，故只有B正確【答案】B題組四場(chǎng)強(qiáng)的疊加應(yīng)用7兩帶電荷量分別為q和q的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為L(zhǎng)，能正確反映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小E與x關(guān)系的圖是()【解析】越靠近兩電荷的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最小，但不是零，B、D錯(cuò)；兩電荷的電荷量大小相等，場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱分布，C錯(cuò)，應(yīng)選A.【答案】A8圖6­1­17中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷q、q、q，則該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為()圖6­1­17A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C【解析】每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為E02E，方向由O指向C.B項(xiàng)正確【答案】BB組深化訓(xùn)練提升應(yīng)考能力9(多選)在相距為r的A、B兩點(diǎn)分別放上點(diǎn)電荷QA和QB，C為AB的中點(diǎn)，如圖6­1­18所示現(xiàn)引入帶正電的檢驗(yàn)電荷q，則下列說法中正圖6­1­18確的是()A如果q在C點(diǎn)受力為零，則OA和OB一定是等量異種電荷B如果q在AB延長(zhǎng)線上離B較近的D點(diǎn)受力為零，則QA和OB一定是異種電荷，且電荷量大小QA>QBC如果q在AC段上的某一點(diǎn)受力為零，而在BC段上移動(dòng)時(shí)始終受到向右的力，則QA一定是負(fù)電荷，且電荷量大小QA<QBD如果q沿AB的垂直平分線移動(dòng)時(shí)受力方向始終不變，則QA和QB一定是等量異種電荷【解析】如果q在C點(diǎn)受力為零，則QA、QB對(duì)q的電場(chǎng)力大小相等，方向相反，QA和QB一定是等量同種電荷，A錯(cuò)誤；如果q在D點(diǎn)受力為零，則QA、QB對(duì)q的電場(chǎng)力大小相等，方向相反，QA和QB一定是異種電荷，由題圖可知，q到B的距離較小，則電荷量大小為QA>QB，B正確；同理得出，C正確；q沿AB的垂直平分線移動(dòng)時(shí)受力方向始終不變，說明中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，則有QA和QB一定是等量異種電荷，D正確【答案】BCD10如圖6­1­19所示，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成角并固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m、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)的場(chǎng)強(qiáng)滿足什么條件時(shí)，小球可在桿上保持靜止()圖6­1­19A垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcos /qB豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mg/qC垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgsin /qD水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcot /q【解析】若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)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，小球在沿桿方向上不可能平衡，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上，對(duì)小球受力分析可知，當(dāng)Emg/q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)的場(chǎng)強(qiáng)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Emgtan /q，選項(xiàng)D錯(cuò)誤本題答案為B.【答案】B11如圖6­1­20所示，在A點(diǎn)固定一正電荷，電荷量為Q，在A點(diǎn)正上方離A高度為h的B點(diǎn)由靜止釋放某帶電的液珠，液珠開始運(yùn)動(dòng)的瞬間加速度大小為(g為重力加速度)已知靜電力常量為k，兩帶電物體均可看成點(diǎn)電荷，液珠只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，求：圖6­1­20(1)液珠的比荷(電荷量與質(zhì)量的比值)；(2)若液珠開始釋放時(shí)的加速度方向向上，要使液珠釋放后保持靜止，可以加一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向如何？電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為多少？【解析】(1)加速度的方向分兩種情況加速度向下時(shí)，因?yàn)閙gkm(g)所以加速度向上時(shí)，因?yàn)閗mgm(g)所以(2)因?yàn)橐褐殚_始釋放時(shí)的加速度方向向上，所以液珠帶正電要使液珠釋放后保持靜止，必須加一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)因?yàn)閝Emg0所以E·.【答案】(1)(2)豎直向下12如圖6­1­21所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B、C的連線水平質(zhì)量為m的帶正電小球從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R.從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑)進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一個(gè)斜向左上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球所受電場(chǎng)力在豎直方向上的分力方向向上，大小與重力相等，結(jié)果小球從管口C處離開圓管后，又能經(jīng)過A點(diǎn)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g，求：圖6­1­21(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)小球受到的電場(chǎng)力大?。?3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力【解析】(1)小球從開始自由下落至到達(dá)管口B的過程中機(jī)械能守恒，故有：mg·4Rmv到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB.(2)設(shè)電場(chǎng)力的豎直分力為Fy，水平分力為Fx，則Fymg，小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，由動(dòng)能定理得：Fx·2Rmvmv小球從管口C處離開圓管后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，由于經(jīng)過A點(diǎn)，有y4RvCt，x2Raxt2t2聯(lián)立解得：Fxmg電場(chǎng)力的大小為FqEmg.(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)，向心力由Fx和圓管的彈力FN的合力提供，設(shè)彈力FN的方向向左，則FxFN，解得：FN3mg.根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管的壓力為FNFN3mg，方向水平向右【答案】(1)(2)mg(3)3mg，方向水平向右