《2021版高考物理一轮复习课后限时作业27电场的力的性质含解析新人教版修订》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021版高考物理一轮复习课后限时作业27电场的力的性质含解析新人教版修订（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课后限时作业 27 电场的力的性质 时间： 45 分钟 1下列关于电场强度的说法中正确的是( B ) A由EF q知，若 q减半，则该处电场强度变为原来的2 倍 B由Ek Q r 2知，E与Q成正比，而与r 2 成反比 C由Ek Q r 2知，在以Q为球心、r为半径的球面上的各点的电场强度均相同 D电场中某点的电场强度的方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向 解析： 电场中某点的场强大小与试探电荷的电荷量无关，故选项A错误；由Ek Q r 2知， E与Q成正比，而与r 2 成反比，选项B正确；由Ek Q r 2知，在以Q为球心、r为半径的球面 上的各点的电场强度大小均相同，但是方向不同，选项C
2、错误；电场中某点的电场强度的方 向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向，选项D错误 2. 如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中 虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O 点对称的两点，则下列说法中正确的是( D ) AA、B可能为等量异号点电荷 BA、B可能为电荷量不相等的正电荷 Ca、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零 D同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反 解析：根据电场线的方向及对称性可知该电场是由等量同种点电荷形成的，故 A 、 B错误； a、b两点处虽没有画出电场线，但这两点的
3、电场强度都不为零，C错误；根据该电场的特点 可知，同一试探电荷在a、b两点所受的电场力等大反向，D正确 3. 库仑定律是电学中第一个被发现的定量规律，它的发现是受万有引力定律的启发，实 际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力如图所示为无大气层、均匀带有大量负电荷 且质量分布均匀的某星球，将一个带电微粒置于距该星球表面一定高度处并将其无初速度释 放，发现微粒恰好能保持静止若给微粒一个如图所示的初速度v，则下列说法中正确的是 ( A ) A微粒将做匀速直线运动 B微粒将做圆周运动 C库仑力对微粒做负功 D万有引力对微粒做正功 解析： 微粒处于静止状态，受力平衡，说明库仑力和万有引力大小相等，方向
4、相反，由 于库仑力与万有引力都与距离的二次方成反比，所以微粒的高度改变对库仑力和万有引力的 二力平衡没有影响，微粒将做匀速直线运动，A正确， B错误；星球对微粒的万有引力向下， 库仑力向上，微粒远离星球时，万有引力对微粒做负功，库仑力对微粒做正功，C、D错误 4如图所示，光滑水平桌面上有A、B两个可以看作点电荷的带电小球，A球带电荷量 为 3q，B球带电荷量为q， 由静止同时释放A、B两球，A球的加速度大小为B球的两倍 若 在A、B连线的中点固定一个带正电荷的C球( 也可看作点电荷) ，再由静止同时释放A、B两 球，两球的加速度相等，则C球所带的电荷量为( B ) A. 3 28q B. 9
5、20q C. 3 7q D.9 4q 解析： 根据题述，由静止同时释放A、B两球，A球的加速度大小为B球的两倍，可知A 球的质量是B球的 1 2，若在 A、B连线的中点固定一个带正电荷的C球( 也可看作点电荷) ，再 由静止同时释放A、B两球， 两球的加速度相等，对A球，由牛顿第二定律得k3qQ r 2k 3q 2 r 2 ma，对B球，由牛顿第二定律得k 3q 2 r 2kqQ r 22ma，联立解得Q 9 20q，选项 B正确 5. 如图所示，等量异种点电荷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(
6、 可视 为点电荷 ) 套在绝缘杆上自C点无初速度释放， 则关于小球由C点运动到D点的过程， 下列说 法中正确的是( 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： 小球从C点运动到D点的过程中，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减 小，杆对小球的作用力先增大后减小，故A正确， B错误；因直杆处于A、B的连线的中垂线 上，所以直杆上所有点处的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，它受竖直 向下的重力、水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合 力等于重力，小球的加速度大小始
7、终等于重力加速度，所以小球一直在做匀加速直线运动， 故 C、D错误 6. 在场强为Ek Q r 2(k为静电力常量 ) 的匀强电场中，以O点为圆心，以r为半径作一个 圆周，在O点固定一个带电荷量为Q的点电荷，ac、bd为相互垂直的两条直径，其中bd 与电场线平行，如图所示若不计试探电荷的重力，则( B ) A把一试探电荷q放在a点，试探电荷恰好处于平衡状态 B把一试探电荷q放在b点，试探电荷恰好处于平衡状态 C把一试探电荷q放在c点，试探电荷恰好处于平衡状态 D把一试探电荷q放在d点，试探电荷恰好处于平衡状态 解析： 点电荷在a点产生的电场强度方向水平向右，大小为Eak Q r 2，与电场E叠
8、加后， 合场强斜向右上方，故试探电荷受力不平衡，A 错误；点电荷在b点产生的电场强度方向竖 直向下，大小为Ebk Q r 2，与电场E叠加后，合场强为零，试探电荷受力平衡，B 正确；在c 点的合场强方向斜向左上方，电场强度不为零，试探电荷受力不平衡，C 错误；在d点的合 场强方向竖直向上，电场强度不为零，试探电荷受力不平衡，D错误 7. 如图所示， 在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m、 带电荷量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放， 小球沿细管滑到最低点B时， 对管壁恰好无压力 (1) 求固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小； (2) 若把O处
9、固定的点电荷拿走，加上一个竖直向下、场强为E的匀强电场， 带电小球仍 从A点由静止释放，下滑到最低点B时，小球对环的压力为多大？ 解析： (1) 由A到B，由动能定理得mgr 1 2mv 20 在B点，对小球受力分析，由牛顿第二定律得qEmgm v 2 r 联立解得E 3mg q 因为O点固定的是点电荷Q，由Ek Q r 2可知，等势面上各处的场强大小均相等，故AB 弧中点处的电场强度为 E 3mg q (2) 设小球到达B点时的速度为v，由动能定理得 (mgqE)r 1 2mv 2 设在B点处环对小球的弹力为FN，由牛顿第二定律得 FNmgqEm v 2 r 联立解得小球在B点受到环的压力为
10、FN3(mgqE) 由牛顿第三定律知，小球在B点对环的压力大小为 FNFN 3(mgqE) 答案： (1) 3mg q (2)3(mgqE) 8a、b两个带电小球的质量均为m，所带的电荷量分别为3q和q，两球间用一绝缘 细线连接，用长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左 的匀强电场，电场强度为E，平衡时两细线都被拉紧，则平衡时两球的位置可能是图中的 ( D ) 解析：a带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右以整体为 研究对象， 整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左， 受力分析如图所示，则上面悬挂a 的绳子应向左偏转， 设上面的绳子与竖直
11、方向的夹角为， 则由平衡条件得tan 2qE 2mg qE mg ； 以b球为研究对象，设a、b间的绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan qE mg ， 可得 ，根据几何知识可知，b球应在悬点的正下方，故D正确， A、B、C错误 9如图所示， 两根长度相等的绝缘细线的上端都系在同一水平天花板上，另一端分别连 着质量均为m的两个带电小球P、Q， 两小球静止时， 两细线与天花板间的夹角均为30， 重力加速度为g. 以下说法中正确的是( C ) A细线对小球的拉力大小为 23 3 mg B两小球间的静电力大小为 3 3 mg C剪断左侧细线的瞬间，P球的加速度大小为2g D当两球间的静电力瞬
12、间消失时，Q球的加速度大小为3g 解析： 对P球受力分析，根据共点力平衡条件得，细线的拉力大小T mg sin30 2mg， 静电力大小F mg tan30 3mg，A、B 错误；剪断左侧细线的瞬间，P球受到的重力和静电 力不变，因此两力的合力与剪断细线前细线的拉力等大反向，根据牛顿第二定律得P球的加 速度大小为2g，C 正确；当两球间的静电力消失时，Q球开始做圆周运动，将重力沿细线方 向和垂直于细线方向分解，由重力沿垂直于细线方向的分力产生加速度，根据牛顿第二定律 得a 3 2 g，D错误 10. 如图，倾角为 的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一质量为m，带电量q 的小物块 ( 可看作
13、是点电荷) 恰好能在斜面上匀速下滑，若在AB中点D的上方与B等高的位置 固定一带电量Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程 中，斜面保持静止不动，在物块电荷没有转移和不考虑空气阻力的情况下，关于在物块下滑 过程的分析正确的是( BD ) A在BA之间，物块将做加速直线运动 B在BD之间，物块受到的库仑力先增大后减小 C在BA之间，斜面对地面的压力有可能不变 D在BA之间，斜面受到地面的摩擦力均为零 解析： 开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明 摩擦力和支持力的合力与重力平衡，而库仑力对于物块是阻力，则导致其做减速运动，故A 错误；
14、根据库仑定律，则在BD之间， 电荷间的间距先减小后增大，则物块受到的库仑力先增 大后减小，故B正确；开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速 下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的，根据牛顿第三定律，物块对 斜面体的压力和物块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的，增加电场力后，小物块对斜面 体的压力和摩擦力成正比例增加，物块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的， 再对斜面体受力分析，受重力、 物块对斜面体的压力和摩擦力、支持力， 不受地面的摩擦力， 否则合力不为零，从整体分析，在BA之间，因库仑斥力，导致斜面对地面的压力增大，故C 错误， D正确 11
15、. 水平面上的A、B、C三点分别固定着电荷量均为Q的正点电荷， 将一个质量为m的带 正电的小球 ( 可视为点电荷 ) 放置在O点，OABC恰好构成一个棱长为L的正四面体，如图所 示已知静电力常量为k，重力加速度为g. 若小球能静止在O点，则小球所带的电荷量为 ( C ) A. mgL 2 3kQ B. 23mgL 2 9kQ C. 6mgL 2 6kQ D. 2mgL 2 3kQ 解析： 对小球进行受力分析，小球受重力和A、B、C处三个正点电荷施加的库仑力，将 A、B、C处正点电荷施加的库仑力正交分解到水平方向和竖直方向，设 是A、B、C处正点 电荷对其施加的库仑力方向与竖直方向的夹角，在竖直
16、方向， 根据平衡条件得3Fcosmg， 根据几何关系得cos 6 3 ，又F kQq L 2，解得q 6mgL 2 6kQ ，C正确 12. 如图所示， 平行板电容器的两板水平正对放置，在两板的正中心上各开一个孔，孔相 对极板很小，对两板间电场分布的影响忽略不计现给上、下两板分别充上等量的正、负电 荷，上板带正电、 下板带负电， 使两板间形成匀强电场，电场强度大小为E 3mg q . 一根长为L 的绝缘轻质硬杆的上、下两端分别固定一个带电金属小球A、B，两球大小相等，且直径小于 电容器极板上的孔，A球所带的电荷量QA 3q，B球所带的电荷量QBq，两球质量均为 m. 将杆和球组成的装置移动到上极板上方且使其保持竖直，使B球刚好位于上板小孔的中心 处且球心与上极板在同一平面内，然后由静止释放已知带电平行板电容器只在其两板间存 在电场，两球在运动过程中不会接触到极板且各自带的电荷量始终不变忽略两球产生的电 场对平行板间匀强电场的影响，两球可以看成质点，电容器极板厚度不计，重力加速度为g. (1)B球刚进入两板间时，求杆和球组成的装置的加速度
