2020高考物理一轮总复习 第七章 静电场 基础课1 电场力的性质练习（含解析）新人教版

基础课 1 电场力的性质一、选择题1如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则()A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞解析：选D乒乓球在两极板中间时，其左侧会感应出正电荷，A错误；电场力和库仑力是同一个力的不同称谓，C错误；乒乓球与右极板接触则带正电，在电场力作用下向左运动与左极板相碰，碰后带上负电，又向右运动与右极板相碰，如此往复运动，D正确，B错误2.两点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线如图所示根据电场线的分布情况，下列判断正确的是()AQ1的电荷量小于Q2的电荷量BQ1的电荷量大于Q2的电荷量CQ1、Q2一定均为正电荷DQ1、Q2一定均为负电荷解析：选A由电场线的分布情况可知，Q1的电荷量小于Q2的电荷量，A项正确，B项错误；因为电场线没有标出方向，不能断定电荷的正负，可能均为正电荷或负电荷，C、D项错误3.如图所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F.今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.B.C. D.解析：选AA、B两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，设它们带的电荷量分别为q、q.当第三个不带电的C球与A球接触后，A、C两球带电荷量平分，每个球带电荷量为q1，当再把C球与B球接触后，两球的电荷先中和再平分，每球带电荷量q2.由库仑定律Fk知，当移开C球后，A、B两球之间的相互作用力的大小变为F，A项正确4下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘坐标原点O处电场强度最大的是()解析：选B将圆环分割成微元，根据对称性和矢量叠加，D项O点的场强为零，C项等效为第二象限内电荷在O点产生的电场；大小与A项的相等，B项正、负电荷在O点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的 倍，也是A、C项场强的 倍，因此B项正确5(多选)如图所示为在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷所受电场力跟它的电荷量的函数关系图象，那么下列叙述正确的是()A这个电场是匀强电场Ba、b、c、d四点的场强大小关系是EdEaEbEcCa、b、c、d四点的场强大小关系是EaEcEbEdDa、b、d三点的强场方向相同解析：选CD由场强的定义式E，并结合图象的斜率可知电场强度的大小，则EaEcEbEd，此电场不是匀强电场，选项A、B错误，选项C正确；图象斜率的正负表示电场强度的方向，a、b、d三点相应图线的斜率为正，三点的场强方向相同，选项D正确6.将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行纸面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为30，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为()A. B.C. D.解析：选B取小球a、b整体作为研究对象，则受重力2mg、悬线拉力FT和电场力F作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，由图知F的最小值为2mgsin30mg，由FqE知A、C、D错，B对7(多选)P、Q两电荷的电场线分布如下图所示，a、b、c、d为电场中的四点，c、d关于PQ连线的中垂线对称一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图所示，则下列判断正确的是()A.P带正电Bc、d两点的电场强度相同C离子在运动过程中受到P的吸引力D离子从a到b，电场力做正功解析：选AC由电场线的方向可知P带正电，Q带负电，A正确；c、d两点场强大小相同，但方向不同，B错误；离子所受电场力的方向应该指向曲线的凹侧，故可以判断出离子在运动过程中受到P电荷的吸引力，C正确；离子从a到b，电场力的方向和离子速度方向的夹角大于90，电场力做负功，D错误8两点电荷A、B带电量QAQB，在真空中相距r，现将检验电荷C置于某一位置时，所受静电力恰好为零，则()AA和B为异种电荷时，C在AB之间连线上靠近B一侧BA和B为异种电荷时，C在AB之间连线的延长线上A外侧CA和B为同种电荷时，C在AB之间连线上靠近B一侧DA和B无论为同种还是异种电荷，C都不在AB连线以及延长线上解析：选C若QA和QB为固定的异种电荷，只要放入的电荷q受到的合力为0即可，则对C有kk，因为QAQB，所以rArB，而且保证两个力的方向相反，所以应将C置于AB连线的延长线上，且靠近B；若QA和QB均为固定的同种电荷，则对C有kk，因为QAQB，所以rArB，而且保证两个力的方向相反，所以应将C置于AB线段上，且靠近B，故C正确，A、B、D错误9.(2018年全国卷)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()Aa、b的电荷同号，kBa、b的电荷异号，kCa、b的电荷同号，kDa、b的电荷异号，k解析：选D若a、b的电荷同号，则c所受库仑力的合力指向2或4区域；若a、b的电荷异号，则c所受库仑力的合力指向1或3区域；故只有a、b的电荷异号，合力方向才能与a、b连线平行设a带正电荷，b、c带负电荷，c受力如图，tantan，tan，由库仑定律得，联立得k.故A、B、C项错误，D项正确10.(多选)用细绳拴一个质量为m带正电的小球B，另一带正电小球A固定在绝缘竖直墙上，A、B两球与地面的高度均为h，小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示现将细绳剪断后()A小球B在细绳剪断瞬间开始做平抛运动B小球B在细绳剪断瞬间加速度大于gC小球B落地的时间小于D小球B落地的速度大于解析：选BCD将细绳剪断瞬间，小球受到重力和库仑力的共同作用，合力斜向右下方，因此剪断瞬间开始，小球B的初速度为零，不可能做平抛运动，小球的加速度大于g，故选项A错误，B正确；小球在落地过程中，除受到重力外，还受到库仑斥力，那么竖直方向的加速大于g，因此球落地的时间小于，落地的速度大于，故选项C、D正确二、非选择题11.(2017年北京卷)如图所示，长l1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37.已知小球所带电荷量q1.0106 C，匀强电场的场强E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小解析：(1)FqE3.0103N.(2)由tan37解得m4.0104kg.(3)由mgl(1cos37)mv2解得v2.0 m/s.答案：(1)3.0103 N(2)4.0104 kg(3)2.0 m/s12.(2019届山西晋中名校联考)如图所示，长L0.12 m的绝缘轻杆上端固定在O点，质量m0.6 kg、电荷量q0.5 C的带正电金属小球套在绝缘轻杆上，空间存在水平向右的匀强电场，球与杆间的动摩擦因数0.75.当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，g取10 m/s2.(1)求匀强电场的电场强度大小；(2)改变轻杆与竖直方向的夹角，使球下滑过程中与杆之间的摩擦力为零，并将小球从O点由静止释放，求小球离开杆时的速度大小解析：(1)当杆竖直固定放置时，FNEq，mgFf，FfFN解得E16 N/C.(2)小球与杆之间摩擦力为零，说明小球与杆之间的弹力为零，则有Eqcosmgsin所以tan，53设小球的加速度为a，则mgcos53Eqsin53ma解得a m/s2由v22aL，解得小球离开杆时的速度大小为v2 m/s.答案：(1)16 N/C(2)2 m/s7