2017版高考物理二轮复习高分突破专题四静电场第14课时电场力的性质

第14课时电场力的性质一、选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1下列关于点电荷和元电荷的说法中，正确的是 () A把质子或电子叫元电荷 B电子带有最小的负电荷，电子就是元电荷 C当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 D只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷解析元电荷是指电子或质子所带的电荷量，不是质子或电子，A、B错误；体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷，当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，其大小和形状可忽略不计，可以看成点电荷处理，C正确，D错误。答案C2关于物理学史，下列说法中不正确的是 ()A电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象 C法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律解析电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故选项A正确；法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图象，故选项B正确；库仑通过实验研究发现了真空中两点电荷之间相互作用力的规律库仑定律，故选项C错误，D正确。答案C3关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是 ()A摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一个物体失去一些电子而带负电D不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移解析 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷。摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带负电，另一个物体失去一些电子而带正电。感应起电过程中，电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，所以选项A、B、C错误，D正确。答案D4有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A由E可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E，取走q后，该点场强不为零C由E可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度达无穷大D沿电场线方向，场强一定越来越大解析电场强度是描述电场性质的物理量，它是矢量，不仅有大小而且有方向，其大小由电场本身决定，与是否有试探电荷无关；E为计算点电荷电场强度的决定式，当r接近于零时不适用；场强与电场线方向无直接关系，故本题选B。答案B5.如图1所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN。P点在y轴右侧，MPMN。则O、M、N、P四点中电场强度最大的是()图1AO点 BM点CN点 DP点解析电场线的疏密程度表示场强大小，由此可知场强最大的点为O点，故选A。答案A6一根绝缘性良好的光滑玻璃管水平放置，内部有两个完全相同的弹性金属小球A和B，带电荷量分别为9Q和Q，两小球从如图2所示位置由静止释放，那么两小球再次经过原释放位置时，A球的瞬时加速度为释放时的()图2A.倍 B.倍 C1倍 D.倍解析碰撞后两球的带电荷量相等，均为q4Q，设图示位置时两球间距离为r，则根据库仑定律得，碰撞前在图示位置时的库仑力大小为Fk，碰撞后经过图示位置时的库仑力大小为Fkk，所以FF916，球体受到的库仑力即为合力，所以释放后再次经过该位置时的加速度为释放时的倍，选项A正确。答案A7实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图3中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()图3Aa一定带正电，b一定带负电B电场力对a做正功，对b做负功Ca的速度将减小，b的速度将增大Da的加速度将减小，b的加速度将增大答案D8如图4甲所示，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图乙所示是放在电场线上a、b处的检验电荷的电荷量与所受静电力大小之间的函数图象(Fq图象)，指定电场方向由A指向B为正方向，由此可以判定 ()图4A场源电荷可能是正电荷，位置在A侧B场源电荷可能是正电荷，位置在B侧C场源电荷可能是负电荷，位置在A侧D场源电荷可能是负电荷，位置在B侧解析由Fq图象可知EbEa，又因为电场方向由A指向B为正方向，则由点电荷电场线的分布及场强大小的关系可知D正确。答案D二、选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的)9如图5所示，点电荷Q固定，虚线是带电荷量为q的微粒仅在电场力作用下的运动轨迹，微粒的重力不计，a、b是轨迹上的两个点，b点离Q较近，则下列判断正确的是()图5AQ一定带正电荷，q一定带负电荷B不管Q带何种电荷，微粒在a点受到的电场力一定比在b点的小C微粒通过a、b两点时，加速度方向都指向QD微粒通过a点时的速率比通过b点时的速率大解析由于微粒重力不计，则Q与微粒间是吸引力，电性相反，Q不一定带正电，A错误；由于a点离Q远，则受到的电场力小，B正确；由库仑定律知，微粒受力方向指向Q，C正确；无论微粒由a点向b点运动还是由b点向a点运动，根据微粒的受力方向和运动方向关系可知，微粒通过a点时速率小，D错误。答案BC10如图6所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是()图6A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D带电粒子在a、b两点的速度何处较大解析 由电场线的疏密可知，a点的场强大，带电粒子在a点的加速度大，故C正确；画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的方向未知，所以不能判断带电粒子的电性，故A错误，B正确；利用初速度的方向和电场力方向的关系，可判断带电粒子由a到b时电场力做负功，动能减小，因此vavb，选项D正确。答案BCD11如图7所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且POON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图象中，可能正确的是()图7解析在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，小球C受力沿垂直平分线，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，vt图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远处，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性。如果P、N相距足够远，则B正确，如果P、N相距很近，则A正确。答案AB三、非选择题12如图8所示，倾角为45、高为h的直角三角形斜面ABC固定在水平地面上，C点固定一个带电荷量为Q(Q0)的点电荷，AB为粗糙绝缘斜面。一个带电荷量为q(q0)、质量为m的小物块(可视为质点)由A点释放，小物块与AB斜面间的动摩擦因数为，设小物块始终没有脱离斜面，一直能运动到B点，且小物块的电荷量不变。已知静电力常量为k，重力加速度为g。求：当小物块对斜面的压力最小时，小物块的加速度大小。图8解析当小球运动到斜面中点时，FN最小，mgsin 45Ffma，FNF库mgcos 450，F库k，FfFN，解得ag(1)。答案g(1)13如图9所示，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L2.0 m。若将电荷量均为q2.0106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：图9(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向。解析(1)根据库仑定律，A、B两点间的库仑力大小为：Fk代入数据得：F9.0103 N(2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：E1kA、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为：E2E1cos 30代入数据得E7.8103 N/C方向沿y轴正方向答案(1)9.0103 N(2)7.8103 N/C 方向沿y轴正方向14如图10所示，一长为L的绝缘细线下端系质量为m、电荷量为q的带负电金属小球，在细线的悬点O处放一电荷量为q的带正电的点电荷。金属小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，已知静电力常量为k。图10(1)求金属小球在最高点的最小速度的大小；(2)如果金属小球刚好能通过最高点，则它通过最低点时的速度为多大？解析(1)设金属小球在最高点时的最小速度值为v1，根据牛顿第二定律有：mgkm解得：v1。(2)设金属小球刚好能通过最高点，它通过最低点时的速度值为v2，因为只有重力对小球做功，所以机械能守恒，可得：mvmv2mgL解得：v2。答案(1)(2)7