高中物理电场力的性质检测题

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1、高中物理电场力的性质检测题 1. 如图所示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到 了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。下列说法中正确的是( ) A装置中A、C为带电金属球，B为不带电的平衡小球 B实验过程中一定要使A、B球带等量同种电荷 C库仑通过该实验计算出静电力常量k的值 D库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小 解析：选 A 根据库仑扭秤实验装置可知，在细金属丝下面悬挂一根玻璃棒，棒的一端有一带电金属小 球A，另一端是一个不带电的平衡小球B，在离A球某一距离的地方放一个带电金属小球C，故 A正确， B错误；由于在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带电荷量

2、，甚至连电荷量的单位都没有，所以 C、D错误。 2.(2020 江苏如皋中学模拟) 如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则( ) Aa点的电场强度较大 B同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小 C正电荷在a点静止释放，它在电场力作用下运动的轨迹与电场线一致 D电荷在a点受到电场力方向必定与场强方向一致 解析：选A 由题图可知，a点处电场线较密，则电场强度较大，同一点电荷放在a点受到的电场力比 放在b点时受到电场力大，故A正确， B错误。正电荷放在a点受到的电场力沿电场线的切线方向，由 静止释放后，正电荷将离开电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致，故C 错误

3、。负电荷在a点所受 电场力的方向与该点场强的方向相反，故D错误。 3 多选 (2019 全国卷 ) 静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒 子运动轨迹上的另外一点，则( ) A运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能 D粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行 解析：选 AC 如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在 两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A正确； 粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电

4、场力三个条件，B 错误；带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM0， 而EkN0，故EpMEpN，C正确；粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线， 故在N点所受电场力的方向与轨迹在该点的切线方向不一定平行，D错误。 4. 如图所示，点A、B、C在半径为r的同一圆周上，三点等分圆周，A点放置正点电荷，所带电荷量为 2Q 3 ，B、C点放置负点电荷，所带电荷量为 Q 3，静电力常量为 k，则三个点电 荷在圆心O处产生的电场强度大小为( ) A. kQ r 2B. 2kQ 9r 2 C. kQ 9r 2D. 2kQ 3r 2 解析：选A 在A点的电荷

5、在O点产生的场强大小EAk 2Q 3r 2，方向沿AO方向；B、C两点处的点电荷在 O点产生的场强大小均为EBECk Q 3r 2，方向分别沿OB和OC方向；因EB和EC互成 120角，则合场强 为EBCk Q 3r 2，则O点的场强为EOEAEBCk2Q 3r 2k Q 3r 2kQ r 2，故 A正确。 5.a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc120。现将三个等量的正 点电荷Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有( ) Ad点电场强度的方向由d指向O BO点电场强度的方向由O指向b CO点的电场强度大于d点的电场强度 DO点的电场强度小于d点的电场强度 解析：选C 由

6、电场的叠加原理可知，d点电场的方向为由O指向d，O点的电场方向也是由O指向d， 故 A、B错误；设菱形的边长为r，根据点电荷的电场公式Ek Q r 2，三个电荷在d点产生的电场大小相 等，由电场的叠加可知，d点的电场为Ed2k Q r 2，O点的电场大小为EO4k Q r 2，可见d点的电场强度小 于O点的电场强度，即EdEO，故 D错误， C 正确。 6.(2020 攀枝花模拟 ) 如图所示， 直角三角形ABC， 两直角边的长度之比为AC BC43。放在A、B两点的点电荷Q A、QB在 C点产生的合电场强度方向与 AB平行，则QA、QB分别在C点产生的电场强度的大小之比EAEB等于 ( )

7、A34 B43 C916 D16 9 解析：选B 在C点产生的合电场强度方向与AB平行，可知两电荷是异种电荷，由平行四边形定则以 及相似三角形可知： EA AC EB BC ，则EAEB43，故 B正确。 7. 如图所示，A、B是两个带异号电荷的小球，其质量相等，所带电荷量分别为q1、q2， A球由绝缘细线悬挂于O点，A、B两球用绝缘细线相连，两细线长度相等，整个装置 处于水平匀强电场中，平衡时，两细线张紧，且B球恰好处于O点正下方，则可以判 定，A、B两球所带电荷量的关系为( ) Aq1q2Bq1 2q2 C2q1q2Dq1 3q2 解析： 选 D 设OA绳子对A球的作用力为F1，A、B两球

8、之间的作用力为F2，绳与竖直方向的夹角为， 对A球和B球整体分析，由平衡条件可得F1cos 2mg，F1sin q1Eq2E，对B球受力分析，由平 衡条件可得F2cos mg，F2sin q2E，由以上4 式可得两球的电荷量的关系为q13q2，又因为两 球是异种电荷，所以D正确。 8(2020淄博模拟 ) 如图所示， 实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场 线，虚线为电子从A点运动到B点的运动轨迹， 则下列判断正确的是( ) AA点的场强小于B点的场强 BQ1的电荷量大于Q2的电荷量 C电子在A点的电势能大于在B点的电势能 D电子在A点的速度大于在B点的速度 解析：选D 根据电场线的密疏表

9、示场强的大小可知，A点的场强比B点的场强大，选项A错误；根据 电场线分布情况可知，Q1、Q2是同种电荷。 由点电荷Q2周围电场线较密可知点电荷Q2带电荷量较多，即 Q1Q2，故 B错误；电子做曲线运动，受到的合力方向指向曲线的凹侧，可知电子过B点时受到的电场 力F方向斜向下， 可知电子从A点运动到B点的过程中， 电场力方向与速度方向的夹角总是大于90， 电场力做负功，电势能增大，动能减小，即电子在A点的电势能小于在B点的电势能，电子在A点的 速度大于在B点的速度，故C错误， D正确。 9. 如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶 点上。已知a、b带电荷量均为q，

10、c带电荷量为q，则 ( ) Aab连线中点场强为零 B三角形中心处场强为零 Ca所受库仑力方向垂直于ab连线 Da、b、c所受库仑力大小之比为1 13 解析：选D 在ab连线的中点处，a、b两带电小球在该点的合场强为零，则中点处的场强等于c球在 该点形成的场强，大小不为零，选项A 错误；在三角形的中心处，a、b两带电小球在该点的场强大小 相等，方向夹角为120，则合场强竖直向下，c球在该点的场强也是竖直向下，则三角形中心处场强 不为零，选项B错误；a球受到b球的排斥力沿ba方向，受到c球的吸引力沿ac方向，则其合力方向 斜向左下方与ab连线成 60角，选项 C错误；a、b两球受库仑力大小相等，

11、均为FaFb2kq 2 l 2cos 60 kq 2 l 2；c球受库仑力：Fc 2kq 2 l 2cos 30 3kq 2 l 2，则a、b、c所受库仑力大小之 比为 113，选项 D正确。 10 多选 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂 直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中 虚线所示，则 ( ) Aa一定带正电，b一定带负电 Ba的速度将减小，b的速度将增加 Ca的加速度将减小，b的加速度将增大 D两个粒子的动能均增加 解析：选CD 根据两粒子的偏转方向，可知两粒子带异性电荷，但无法确定其具体电性，故A错误； 由粒子受力方向与速

12、度方向的关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子的速度、动能均增大， 故 B错误， D正确；从两粒子的运动轨迹判断，a粒子经过的电场的电场线逐渐变得稀疏，b粒子经过 的电场的电场线逐渐变密，说明a的加速度减小，b的加速度增大，故C正确。 11.(2020 武汉模拟 ) 如图所示，粗细均匀的绝缘棒组成一直径为L的圆形 线圈，线圈上均匀地分布着正电荷，O是线圈的圆心，现在线圈上E处 取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OE连线向左移动 L 2的距离 到F点处，若线圈的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时 O点的电场强度大小为( ) Ak q L 2Bk3q L 2 Ck 3q 2L

13、2Dk5q L 2 解析：选 B 线圈上剩余的电荷在O点产生的场强等效为取下的q电荷在O点产生的场强， 故E1 kq L 2 2 4kq L 2，方向水平向左；将q移到F点时，q在O点产生的场强为：E2 kq L 2，方向向右；则由场强的叠 加可知O点的场强：EE1E23kq L 2，方向向左，故B正确。 12. 如图所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的 光滑斜面上， 当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰 好静止。重力加速度用g表示， sin 37 0.6 ，cos 37 0.8 。求： (1) 电场强度的大小E； (2) 将电场强度减小为原来的 1 2时，物

14、块加速度的大小 a； (3) 电场强度变化后物块下滑距离L时的动能Ek。 解析： (1) 小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，由受力平衡 得FNsin 37 qE FNcos 37 mg 可得电场强度E 3mg 4q 。 (2) 若电场强度减小为原来的 1 2，则变为 E 3mg 8q mgsin 37 qEcos 37 ma 可得加速度a0.3g。 (3) 电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功 由动能定理：mgLsin 37 qELcos 37 Ek0 可得动能Ek0.3mgL。 答案： (1) 3mg 4q (2)0.3g(3)0.3mgL 13. (202

15、0开封模拟 ) 如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电 场，电场强度大小E3.0 10 4 N/C。有一个质量m4.0 10 3 kg 的带电小球， 用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角 37。取g10 m/s 2，sin 37 0.60 ，cos 37 0.80 ，不计空气阻力的作用。 (1) 求小球所带的电荷量及电性； (2) 如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小； (3) 从剪断细线开始经过时间t0.20 s ，求这一段时间内小球电势能的变化量。 解析： (1) 小球受到重力mg、电场力F和细线的拉力T的作用， 如图所示，由共点力平衡条件有：

16、FqEmgtan 解得：qmg tan E 1.0 10 6 C 电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷。 (2) 剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律有： mg cos ma 解得：a g cos 12.5 m/s 2。 (3) 在t 0.20 s的时间内，小球的位移为： l 1 2at 2 0.25 m 小球运动过程中，电场力做的功为： WqElsin mglsin tan 4.5 10 3 J 所以小球电势能的变化量( 减少量 ) 为：Ep4.5 10 3 J 。 答案： (1)1.0 10 6 C 正电荷 (2)12.5 m/s 2 (3) 减少 4.5 10 3 J