2020年高考物理一轮复习第九单元静电场第1讲电场的力的性质练习(含解析)新人教版
2020学年高中物理第一章静电场习题课(一)电场力的性质练习(含解析)教科版选修3-1(最新整理)
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习题课(一) 电场力的性质一、单项选择题1.ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点,位置如图所示．ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2。
则以下说法正确的是（) A．两处的电场方向相同，E1〉E2B．两处的电场方向相反，E1>E2C．两处的电场方向相同,E1<E2D．两处的电场方向相反，E1<E2解析：将ab杆看做是许多点电荷，则由对称性可得P1左侧错误!长度的电荷和P1右侧错误!长度的电荷在P1处产生的场强抵消,即P1处场强等于ab杆右半段在P1产生的场强，而在P2处，ab 杆各部分在该点产生的场强不能抵消,因此可以得出E1〈E2，并且两处场强方向相反，故正确选项为D.答案：D2。
如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外,其余各点处的电荷量均为＋q,则圆心O处（)A．场强大小为k错误!，方向沿OA方向B．场强大小为k错误!，方向沿AO方向C．场强大小为k错误!，方向沿OA方向D．场强大小为k错误!，方向沿AO方向解析：在A处放一个－q的点电荷与在A处同时放一个＋q和－2q的点电荷的效果相当,因此可以认为O处的场强是5个＋q和一个－2q的点电荷产生的场强合成的，5个＋q处于对称位置上，在圆心O处产生的合场强为0，所以O点的场强相当于－2q的点电荷在O处产生的场强，故选C。
2020新教材高中物理第九章静电场及其应用1电荷练习(含解析)新人教版必修第三册
电荷一三种起电方式1.三种起电方式的比较:2.三种起电方式各自遵循的规律:(1)摩擦起电时电荷转移的规律。
①摩擦起电时,原子核中的质子不能脱离原子核而移动,即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷,转移的只是负电荷,即电子。
②电中性的两个绝缘体相互摩擦,带正电的物体一定是失去了电子,带负电的物体一定是获得了电子。
(2)感应起电的分布规律。
①近异远同:用带电体靠近不带电的导体时,会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷,远离端感应出与带电体电性相同的电荷。
②等量异性:用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时,会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷。
(3)接触起电时电子转移的规律。
①带负电的物体与不带电的中性物体接触,电子由带负电的物体转移到中性物体上。
②带正电的物体与不带电的中性物体接触,电子由中性物体转移到带正电的物体上。
③带正电的物体与带负电的物体接触,电子由带负电的物体转移到带正电的物体上。
【思考·讨论】把带正电的物体C移近导体A、B,金属箔有什么变化?再将物体C移开,使它远离A、B,金属箔又有什么变化? (物理观念)提示:金属箔由闭合变为张开;金属箔由张开变为闭合。
【典例示范】将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,下列哪个图能正确反映玻璃棒和验电器的带电情况( )【解题探究】(1)带电体靠近不带电的导体会发生什么现象?提示:发生静电感应现象。
(2)带电体接触不带电的导体时会发生什么现象?提示:发生电子的转移。
【解析】选A。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,靠近不带电的验电器金属球时,发生静电感应,金属箔片会张开,负电荷会被吸引到带电体附近的金属球上,正电荷会被排斥到远端的金属箔上,此时金属球上带的是负电,金属箔片上带的是正电。
故A正确,B、C、D错误。
【母题追问】1.在【典例示范】中,若验电器原来带正电,用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球,金属箔的张角将( )A.先变小后变大B.变大C.变小D.先变大后变小【解析】选A。
高考物理一轮复习第七章静电场第1讲电场力的性质练习(含解析)新人教版
第1讲 电场力的性质一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)1．(2020·浙江浙南名校联盟期末)如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A 、B 两个带电小球(可以看成点电荷)，A 球带电荷量为＋2q ，B 球带电荷量为－q ，由静止开始释放后A 球加速度大小为B 球的2倍。
下列说法正确的是( D )A ．A 球受到的静电力是B 球受到静电力的2倍B ．靠近过程中A 球的动能总是等于B 球的动能C ．A 球受到的静电力与B 球受到的静电力是一对平衡力D ．现把A 球与带电荷量为＋4q 的C 球接触后放回原位置，再静止释放A 、B 两球，A 球加速度大小仍为B 球的2倍[解析] 本题考查电场力作用下的加速和平衡问题。
A 、B 球受到的静电力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故A 、C 错误；根据动能定理可得F 电L ＝E k －0，两球都是做加速度增大的加速运动，A 球加速度大小始终为B 球的2倍，则A 球的位移大小始终大于B 球的位移大小，而F 电相同，靠近过程中A 球的动能总是始终大于B 球的动能，故B 错误；因A 球加速度大小为B 球的2倍，根据a ＝F m 可知A 的质量为B 的一半，无论A 和B 的电荷量大小如何，二者的电场力总是等大反向，A 球加速度大小仍为B 球的2倍，故D 正确。
2．(2021·山东济南莱芜区模拟)电荷量分别为q 1、q 2的两个点电荷，相距r 时，相互作用力为F ，下列说法错误的是( A )A ．如果q 1、q 2恒定，当距离变为r 2时，作用力将变为2F B ．如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2FC ．如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变D ．如果它们的电荷量都加倍，距离变为2r ，作用力将变为2F[解析] 本题考查对库仑定律的理解。
如果q 1、q 2恒定，当距离变为r 2时，由库仑定律可知作用力将变为4F ，选项A 错误；如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2F ，选项B 正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变，选项C 正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量都加倍，距离变为2r ，作用力将变为2F ，选项D 正确。
2020届高考物理总复习第九单元静电场第1讲电场的力的性质教师用书含解
电场的力的性质 高考对本章知识的考查主要是以选择题、计算题的形式,主要涉及:(1)电场的基本概念和规律。
(2)以点电荷模型为载体综合考查电场的力的性质和电场的能的性质。
(3)带电粒子运动的轨迹问题。
(4)电容器的两类问题。
(5)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题。
(6)带电粒子在电场中的加速、偏转。
预计在2020年的高考中,对本章知识的考查仍将是热点之一,主要以选择题的方式考查静电场的基本知识,以综合题的方式考查静电场知识与其他知识的综合应用。
以生产与生活中的带电粒子在电场中的运动为背景,突出表现物理知识在实际生活中的应用的命题趋势较明显,2020年高考应高度关注。
第1讲 电场的力的性质1电荷及电荷守恒定律 (1)元电荷、点电荷①元电荷:e=1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
②点电荷:当带电体本身的大小和形状对所研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
(2)静电场①定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
②基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
(3)电荷守恒定律①内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
②三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电。
③带电实质:物体得失电子。
④电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
辽宁沈阳10月模拟)M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电荷量1.6×10-10 C,下列判断中正确的是( )。
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子【答案】C2库仑定律 (1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第9章 第1讲 静电场中力的性质
考情分析库仑定律2022·辽宁卷·T102021·天津卷·T12019·全国卷Ⅰ·T152018·全国卷Ⅰ ·T16电场的性质2022·全国乙卷·T192022·江苏卷·T92022·河北卷·T62022·山东卷·T32022·湖南卷·T22021·全国甲卷·T192021·全国乙卷·T152021·湖南卷·T42021·广东卷·T62021·山东卷·T62021·河北卷·T102020·全国卷Ⅱ·T202020·全国卷Ⅲ·T212020·江苏卷·T92020·北京卷·T72020·山东卷·T102019·全国卷Ⅲ·T212019·北京卷·T17 电容器2022·重庆卷·T22019·北京卷·T232018·江苏卷·T52018·北京卷·T19带电粒子在电场中的运动2022·江苏卷·T152022·辽宁卷·T142022·湖北卷·T102021·全国乙卷·T202021·湖南卷·T92020·浙江7月选考·T62019·全国卷Ⅱ ·T242019·全国卷Ⅲ ·T242019·天津卷·T3试题情境生活实践类人体带电头发散开，尖端放电，避雷针，静电吸附，直线加速器，示波器，静电加速器学习探究类观察静电感应现象，探究电荷间的作用力的影响因素，库仑扭秤实验，模拟电场线，观察电容器的充、放电现象第1讲静电场中力的性质目标要求 1.了解静电现象，能用电荷守恒的观点分析静电现象.2.知道点电荷模型，体会科学研究中建立物理模型的方法，掌握并会应用库仑定律.3.掌握电场强度的概念和公式，会用电场线描述电场.4.掌握电场强度叠加的方法．知道静电的防止与利用．考点一 电荷守恒定律 库仑定律1．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e ＝1.60×10－19_C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型． 2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变． (2)三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电． (3)带电实质：物体得失电子．(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分． 3．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)表达式：F ＝k q 1q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫作静电力常量．(3)适用条件：真空中的静止点电荷．①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式． ②当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．(4)库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．1．两个带异种电荷的金属球接触时，正电荷从一个球转移到另一个球．( × ) 2．相互作用的两个点电荷，电荷量大的受到的库仑力也大．( × ) 3．根据F ＝k q 1q 2r2，当r →0时，F →∞.( × )库仑定律的理解和应用1．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用．2．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r 为球心间的距离．3．对于两个带电金属球相距较近时，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示．(1)同种电荷：F ＜k q 1q 2r 2；(2)异种电荷：F ＞k q 1q 2r2.4．不能根据公式错误地认为r →0时，库仑力F →∞，因为当r →0时，两个带电体已不能看作点电荷了．考向1 库仑定律与电荷守恒定律的结合例1 如图所示，真空中A 、B 两点分别固定两个相同的带电金属小球(均可视为点电荷)，所带电荷量分别为＋Q 和－5Q ，在A 、B 的延长线上的C 点处固定一电荷量为q 的电荷，该电荷受到的静电力大小为F 1，已知AB ＝BC .若将两带电金属小球接触后再放回A 、B 两处时，电荷受到的静电力大小为F 2，则F 1F 2为( )A.2110B.2116C.1910D.1916 答案 C解析 设AB ＝BC ＝l ，根据库仑定律得F 1＝5kQq l 2－kQq (2l )2＝19kQq 4l 2，将两带电金属小球接触后，两小球所带电荷量均为－2Q ，根据库仑定律得F 2＝2kQq l 2＋2kQq (2l )2＝5kQq 2l 2，所以F 1F 2＝1910，故选C.考向2 库仑力的叠加例2 (2018·全国卷Ⅰ·16)如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab ＝5 cm ，bc ＝3 cm ，ca ＝4 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( )A ．a 、b 的电荷同号，k ＝169B ．a 、b 的电荷异号，k ＝169C ．a 、b 的电荷同号，k ＝6427D ．a 、b 的电荷异号，k ＝6427答案 D解析 由小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线，知a 、b 带异号电荷．a 对c 的库仑力F a ＝k 静q a q c (ac )2①b 对c 的库仑力F b ＝k 静q b q c(bc )2②若合力向左，如图所示，根据相似三角形得F a ac ＝F bbc③由①②③得k ＝⎪⎪⎪⎪q a q b ＝(ac )3(bc )3＝6427，若合力向右，结果仍成立，D 正确．考向3 库仑力作用下的平衡例3 (2023·河北保定市检测)如图所示，质量为m 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点，带电荷量为＋q 的小球B 固定在O 点正下方的绝缘柱上．当小球A 平衡时，悬线沿水平方向．已知l OA ＝l OB ＝l ，静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球均可视为点电荷，则关于小球A 的电性及带电荷量q A 的大小，下列选项正确的是( )A ．正电，22mgl 2kqB ．正电，2mgl 2kqC ．负电，22mgl 2kqD ．负电，2mgl 2kq答案 A解析 小球A 静止时，根据平衡条件，小球A 受到小球B 的斥力，故小球A 带正电；由平衡条件得kqq A (2l )2＝2mg ，解得q A ＝22mgl 2kq ，故选A.例4 如图所示，已知两个点电荷Q 1、Q 2的电荷量分别为＋1 C 和＋4 C ，能在水平面上自由移动，它们之间的距离d ＝3 m ．现引入点电荷Q 3，试求：当Q 3满足什么条件，并把它放在何处时才能使整个系统处于平衡．答案 Q 3为负电荷，电荷量为49C ，且放在Q 1、Q 2之间离Q 1为1 m 处解析 若整个系统处于平衡，则点电荷Q 1、Q 2、Q 3所受合外力均为零，由于Q 1、Q 2电性相同且都为正电荷，则Q 3处在Q 1、Q 2之间某处，且Q 3带负电，根据k Q 1Q 3r 12＝k Q 3Q 2r 22，得r 1r 2＝Q 1Q 2＝12，即Q 3距离电荷量较小的电荷Q 1较近，又因r 1＋r 2＝d ，d ＝3 m ，所以Q 3到Q 1距离r 1＝1 m ，根据kQ 1Q 3r 12＝kQ 1Q 2d 2，得Q 3＝49 C.静电力作用下的平衡问题1．涉及静电场中的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了静电力，具体步骤如下：2．“三个自由点电荷平衡”模型(1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置． (2)模型特点：考点二 电场强度的理解和计算1．电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质． (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力与它的电荷量之比． (2)定义式：E ＝Fq；单位：N/C 或V/m.(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向． 3．点电荷的电场：真空中与场源电荷Q 相距为r 处的电场强度大小为E ＝k Qr2.1．电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比．( × ) 2．由E ＝Fq知，当试探电荷q 变为一半时，电场强度E 变为2倍．( × )三个计算公式的比较公式 适用条件 说明定义式E ＝F q任何电场某点的电场强度为确定值，大小及方向与q 无关 决定式 E ＝k Q r 2真空中静止点电荷的电场E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定 关系式 E ＝U d匀强电场d 是沿电场方向的距离例5 真空中Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷Q ，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为0.2 m 和0.7 m ．在A 点放一个带正电的试探电荷，在B 点放一个带负电的试探电荷，A 、B 两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x 轴正方向相同，静电力的大小F 跟试探电荷的电荷量q 的关系分别如图中直线a 、b 所示．忽略A 、B 间的作用力．下列说法正确的是( )A ．B 点的电场强度大小为0.25 N/C B ．A 点的电场强度的方向沿x 轴负方向 C ．点电荷Q 的位置坐标为0.3 mD ．点电荷Q 是正电荷 答案 C解析 由A 处试探电荷的F －q 图线可得，该处的电场强度大小为E 1＝F 1q 1＝4×105 N/C ，方向沿x 轴正方向，同理可得，B 处的电场强度大小为E 2＝F 2q 2＝0.25×105 N/C ，方向沿x 轴负方向，A 、B 错误；由A 、B 项的分析可知，点电荷Q 应为负电荷，且在A 、B 之间，设Q 到A 点的距离为l ，由点电荷电场强度公式可得E 1＝k Q l 2＝4×105 N/C ，E 2＝k Q(0.5－l )2＝0.25×105 N/C ，联立解得l ＝0.1 m ，故点电荷Q 的位置坐标为0.3 m ，C 正确，D 错误．考点三 电场强度的叠加1．电场强度的叠加(如图所示)2．“等效法”“对称法”和“填补法” (1)等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景．例如：一个点电荷＋q 与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个等量异种点电荷形成的电场，如图甲、乙所示．(2)对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题简化． 例如：如图所示，均匀带电的34球壳在O 点产生的电场，等效为弧BC 产生的电场，弧BC 产生的电场强度方向，又等效为弧的中点M 在O 点产生的电场强度方向．(3)填补法将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板，将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍． 3．选用技巧(1)点电荷电场与匀强电场电场强度叠加一般应用合成法． (2)均匀带电体与点电荷电场强度叠加一般应用对称法．(3)计算均匀带电体某点产生的电场强度一般应用补偿法或微元法．考向1 点电荷电场强度的叠加例6 直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图所示．M 、N 两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k 表示．若将该正点电荷移到G 点，则H 点处电场强度的大小和方向分别为( )A.3kQ4a 2，沿y 轴正方向 B.3kQ4a 2，沿y 轴负方向 C.5kQ4a2，沿y 轴正方向 D.5kQ4a2，沿y 轴负方向答案 B解析 处于O 点的正点电荷在G 点处产生的电场强度大小E 1＝k Qa 2，方向沿y 轴负方向；因为G 点处电场强度为零，所以M 、N 处两负点电荷在G 点产生的合电场强度大小E 2＝E 1＝k Qa2，方向沿y 轴正方向；根据对称性，M 、N 处两负点电荷在H 点产生的合电场强度大小E 3＝E 2＝k Qa 2，方向沿y 轴负方向；将该正点电荷移到G 处，该正点电荷在H 点产生的电场强度大小E 4＝k Q (2a )2，方向沿y 轴正方向，所以H 点处的电场强度大小E ＝E 3－E 4＝3kQ4a 2，方向沿y 轴负方向，故选B.考向2 非点电荷电场强度的叠加和计算例7 (2022·山东卷·3)半径为R 的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O 点，环上均匀分布着电量为Q 的正电荷．点A 、B 、C 将圆环三等分，取走A 、B 处两段弧长均为ΔL 的小圆弧上的电荷．将一点电荷q 置于OC 延长线上距O 点为2R 的D 点，O 点的电场强度刚好为零．圆环上剩余电荷分布不变，q 为( )A ．正电荷，q ＝Q ΔLπRB ．正电荷，q ＝3Q ΔLπRC ．负电荷，q ＝2Q ΔLπRD ．负电荷，q ＝23Q ΔLπR答案 C解析 取走A 、B 处两段弧长均为ΔL 的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O 点产生的电场强度为与A 在同一直径上的A 1和与B 在同一直径上的B 1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有E 1＝k Q ΔL 2πR R 2＝k Q ΔL2πR 3，由题意可知，两电场强度方向的夹角为120°，由几何关系得两者的合电场强度大小为E ＝E 1＝k Q ΔL2πR 3，根据O 点的合电场强度为0，则放在D 点的点电荷带负电，在O 点产生的电场强度大小为E ′＝E ＝k Q ΔL 2πR 3，又E ′＝k q (2R )2，联立解得q ＝2Q ΔL πR ，故选C.考向3填补法、对称法在电场叠加中的应用例8均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，静电力常量为k，已知M点的电场强度大小为E，则N点的电场强度大小为()A.kq2R2－E B.kq 4R2C.kq4R2－E D.kq4R2＋E答案 A解析把在O点的球壳补为完整的带电荷量为2q的带电球壳，则在M、N两点产生的电场强度大小为E0＝k·2q(2R)2＝kq2R2.题图中左半球壳在M点产生的电场强度为E，则右半球壳在M点产生的电场强度为E′＝E0－E＝kq2R2－E，由对称性知，左半球壳在N点产生的电场强度大小也为kq2R2－E，A正确．考点四电场线的理解及应用静电的防止与利用1．电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．(2)电场线在电场中不相交．(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．(4)电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向．(5)沿电场线方向电势逐渐降低．(6)电场线和等势面在相交处相互垂直．2．静电平衡(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加电场强度为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体达到静电平衡状态．(2)处于静电平衡状态的导体的特点①导体内部的电场强度处处为零．②导体是一个等势体，导体表面是等势面．③导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直．④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上．⑤在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷．3．尖端放电导体尖端周围电场使空气电离，电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷．4．静电屏蔽处于电场中的封闭金属壳，由于内部电场强度处处为0，从而外电场对壳内仪器不会产生影响．1．电场线和电场一样都是客观存在的．(×)2．电场线不是电荷的运动轨迹，但根据电场线的方向能确定已知电荷的加速度的方向．(√)1．两种等量点电荷电场线的比较比较等量异种点电荷等量同种正点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小，但不为零O点为零中垂线上的电场强度O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称位置的电场强度A与A′、B与B′、C与C′等大同向等大反向2.电场线的应用(1)判断电场强度的大小：电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小．(2)判断静电力的方向：正电荷受力方向与电场线在该点切线方向相同，负电荷受力方向与电场线在该点切线方向相反．(3)判断电势的高低与电势降低得快慢：沿电场线方向电势降低最快，且电场线密集处比稀疏处降低更快．例9 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电荷量大小分别为q 和2q ，两点电荷间的距离为2r ，P 、Q 两点关于两电荷连线对称，静电力常量为k .由图可知( )A ．P 、Q 两点的电场强度相同B ．M 点的电场强度小于N 点的电场强度C ．右边的小球带电荷量为－2qD ．两点电荷连线的中点处的电场强度大小为3k qr 2答案 D解析 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，根据题图可知，P 点电场强度大小等于Q 点电场强度大小，但是两点电场强度的方向不同，则电场强度不相同，故A 错误；同理，M 点的电场线较N 点密集，可知M 点的电场强度大于N 点的电场强度，故B 错误；根据电场线的方向可知，右边的小球带负电，但是带电荷量小于左边球的带电荷量，故右边的小球带电荷量为－q ，故C 错误；依据点电荷的电场强度公式E ＝k Qr 2及叠加原则，则两点电荷连线的中点处的电场强度大小为E 合＝k 2q r 2＋k q r 2＝3k qr2，故D 正确．例10 (多选)电场线能直观地反映电场的分布情况．如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上关于O 对称的两点，B 、C 和A 、D 是两电荷连线上关于O 对称的两点．则( )A ．E 、F 两点电场强度相同B．A、D两点电场强度不同C．B、O、C三点中，O点电场强度最小D．从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大答案AC解析等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F 两点电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故A正确；根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故B错误；由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C正确；由题图可知，电子从C点向O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则静电力逐渐减小，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，故D错误．课时精练1．(多选)M和N是两个不带电的物体．它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10－10 C，下列判断正确的有()A．摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦过程中电子从M转移到NC．N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去1.6×1010个电子答案BC解析摩擦前M和N都不带电，是指这两个物体都呈电中性，没有“净电荷”，也就是没有得失电子，但内部仍有正电荷和负电荷，选项A错误；M和N摩擦后M带正电荷，说明M 失去电子，电子从M转移到N，选项B正确；根据电荷守恒定律，M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷量的代数和为0，摩擦后电荷量的代数和应仍为0，选项C正确；元电荷的值为1.60×10－19 C，摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10－10 C，由于M带电荷量应是元电荷的整数倍，所以M在摩擦过程中失去109个电子，选项D错误．2.(多选)如图，三个点电荷A、B、C分别位于等边三角形的顶点上，A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示，已知F A与BA延长线的夹角小于60°，则对点电荷C所带电荷的电性和电荷量的判断正确的是()A．一定是正电B．一定是负电C．带电荷量大于B的D．带电荷量小于B的答案BD解析因为B对A是斥力，而A所受的合力沿F A方向，可知C对A是引力，即C一定带负电，B正确，A错误；假设C的带电荷量等于B的电荷量，则C、B对A的库仑力大小相等，合力方向与BA的延长线夹角为60°，但是因为F A与BA延长线的夹角小于60°，可知C的带电荷量小于B的带电荷量，D正确，C错误．3．甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，电场强度大小为E，且有qE＝mg，g为重力加速度，平衡时细线都被拉直．则平衡时的可能位置是()答案 A解析先用整体法，将两个小球及细线2视为一个整体，整体受到的外力有竖直向下的重力2mg、水平向左的静电力qE、水平向右的静电力qE和细线1的拉力F T1，由平衡条件知，水平方向受力平衡，细线1的拉力F T1一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再隔离分析乙球，如图所示，乙球受到的力有：竖直向下的重力mg、水平向右的静电力qE、细线2的拉力F T2和甲球对乙球的引力F引，要使乙球所受合力为零，重力mg和静电力qE的合力F与F引和F T2的合力等大反向，细线2必须倾斜，设细线2与竖直方向的夹角为θ，则有tanθ＝qEmg＝1，θ＝45°，故A正确．4.(2023·黑龙江省实验中学高三检测)如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为m、带电荷量为q的圆环a套在竖直杆上，质量为M、带电荷量为＋Q的滑块b静置于水平地面上，滑块b与地面间的动摩擦因数为μ，a、b均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为θ，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．圆环a带负电B．滑块b受到的库仑力大小为mgcos θC．滑块b受到地面的支持力大小为(M＋m)gD．滑块b受到地面的摩擦力大小为μ(M＋m)g答案 C解析根据题意，圆环a能保持静止，故受到库仑斥力，圆环a也带正电，A错误；根据牛顿第三定律，滑块b受到的库仑力大小等于圆环a受到的库仑力大小，对圆环a进行受力分析后，得库仑力的大小为mgsin θ，B错误；对a、b组成的系统整体进行受力分析，竖直方向上受力平衡，故滑块b受到地面的支持力大小为(M＋m)g，C正确；滑块b静止，根据受力分析可知，滑块b受到地面的静摩擦力大小为F f＝mgsin θ·cos θ＝mgtan θ，D错误．5.带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，以下说法正确的是()A．这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看成匀强电场B．电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度C．电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度D．若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板答案 D解析由于这种平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线，所以不是匀强电场，选项A错误．从电场线分布看，A处的电场线比B处密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，选项B、C错误．A、B两点所在的电场线为一条直线，电荷受力方向沿着这条直线，所以若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，选项D 正确．6.如图所示，M、N为两个等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的P点自由释放一点电荷q，不计重力，下列说法中正确的是()A．点电荷一定会向O运动，加速度一定越来越大，速度也一定越来越大B．点电荷可能会向O运动，加速度一定越来越小，速度一定越来越大C．若点电荷能越过O点，则一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零D．若点电荷能运动到O点，此时加速度达到最大值，速度为零答案 C解析若点电荷带正电，则点电荷会向背离O点方向运动，选项A错误；若点电荷带负电，则点电荷会向O运动，加速度可能先增大后减小，也可能一直减小，但是速度一定越来越大，选项B错误；若点电荷能越过O点，则根据能量关系以及对称性可知，点电荷一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零，选项C正确；若点电荷能运动到O点，此时加速度为零，速度达到最大值，选项D错误．7.(2022·江苏卷·9)如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心，将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则()A．在移动过程中，O点电场强度变小B．在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大C．在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功D．当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点答案 D解析O是等量同种电荷连线的中点，电场强度为0，将A处的正点电荷沿OA方向移至无穷远处，O点电场强度变大，故A错误；移动过程中，C点电场强度变小，正电荷所受静电力变小，故B错误；A点电场方向沿OA方向，移动过程中，移动的电荷所受静电力做正功，故C错误；A点电场方向沿OA方向，沿电场线方向电势降低，A点的电荷移动到无穷远处时，O点的电势高于A点电势，故D正确．8.如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细圆环的圆心，且O1O2＝2r，两圆环分别带有均匀分布的等量异种电荷＋Q、－Q(Q>0)．一带正电的粒子(重力不计)从O1由静止释放．静电力常量为k.下列说法正确的是()A．O1O2中点处的电场强度大小为2kQ 2r2B．O1O2中点处的电场强度大小为2kQ 4r2C．粒子在O1O2中点处动能最大D．粒子在O2处动能最大答案 A解析把圆环上每一个点都看成一个点电荷，则每个点电荷的电荷量为q＝Q2πr，根据点电荷电场强度公式，点电荷在O1O2中点的电场强度大小为E＝kq(2r)2，根据电场的叠加原理，单个圆环在O1O2中点的电场强度大小为E＝kQ2r2cos 45°，两个圆环在O1O2中点的合电场强度大小为E总＝2kQ2r2，故A正确，B错误；带电粒子从O1点开始由静止释放，在粒子从O1向O2的运动过程中，两圆环对粒子的作用力皆向左，可见电场对带电粒子做正功，故粒子在O1O2中点处动能不是最大，故C错误；根据电场叠加原理，在O2左侧电场强度方向先向左后向右，因此粒子到达O2左侧某一点时，速度最大，动能最大，在这以后向左运动的速度开始减小，动能也减小，故D错误．9.(2021·湖南卷·4)如图，在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a，a)为2a的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零．则Q的位置及电荷量分别为()A．(0,2a)，2q B．(0,2a)，22qC．(2a,0)，2q D．(2a,0)，22q答案 B。
高考物理轮精细复习 (压轴题)电场力的性质(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校第六章静电场一、三年高考考点统计与分析考点试题题型分值库仑定律电场强度安徽T20浙江T19山东T19江苏T1上海T11海南T3重庆T19广东T21海南T4新课标全国T17福建T18选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择6分6分5分3分3分3分6分6分3分6分6分电势能电势电势差天津T5福建T15安徽T18重庆T20海南T3山东T21江苏T8上海T14上海T9江苏T5选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择6分6分6分6分3分4分4分3分3分3分电容器带电粒子在电场中的运动新课标全国T18广东T20江苏T2海南T9北京T24天津T5新课标全国T20安徽T20选择选择选择选择计算选择选择6分6分3分4分20分6分6分北京T24福建T20安徽T18北京T18选择计算计算选择选择6分20分15分6分6分(1)试题主要集中在电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器、匀强电场、电场力做功、电势能的变化，还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。
其中在全国各地试卷中，对电场的性质及库仑定律的考查共计5次；对电容器，带电粒子在电场中的运动的考查共计6次；对电势、电势能、电势差的考查共计4次。
(2)高考试题的考查题型多以选择题，计算题形式出现，其中电场的性质的考查以选择形式出现5次，每题分值3～6分不等；电容器，带电粒子在电场中的运动的考查以选择形式出现3次，每次3～6分，以计算的形式出现了3次，分值在16～20分之间。
(3)高考试题对知识点的考查主要有三种形式：一种是基本概念和规律与力学中牛顿运动定律、动能定理、动能关系相结合；一种是以实际生产、生活为背景材料。
对带电粒子在电场中的加速、偏转等问题进行考查；还有一种形式是粒子在复合场中的运动，试题难度中等以上。
二、高考考情预测预计的高考中，对本专题的考查仍将是热点之一，在上述考查角度的基础上，重点以选择题的形式考查静电场的基本知识点，以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的实际应用。
2020届高考物理一轮题：静电场练习(带解析)
2021届高考物理一轮题：静电场练习及答案*静电场*一、选择题1、(2019·武汉模拟)地面上方存在竖直方向的电场，电场强度随高度的变化而改变，如图甲所示，一带电的物体静止在绝缘的水平地面上，在电场力的作用下开始向上运动。
在物体运动过程中所带电量不变，空气阻力不计，物体在运动过程中仅受重力和电场力作用，取水平地面为重力势能的零势能面，其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上A点处的切线的斜率最大，则()A.在x1处电场强度最弱B.在x1→x2过程中，物体的动能先增大后减小C.在x3→x4过程中，物体向下运动D.在x3→x4过程中，物体的电势能一直减少2、如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，M和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点。
不计重力，下列表述正确的是()A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力的方向沿电场线方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加3、(多选)某电场的电场线和等势面如图所示，下列说法正确的是()A．B点的电势高于A点的电势B．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少C．负电荷从B移到A时，静电力做负功D．U AB＝U BA4、(多选)如图所示，一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点由静止释放，经最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则()A．小球在B点时速度最大B．小球从A点到B点的过程中，机械能一直在减少C．小球在B点时细线的拉力最大D．从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加5、(2019·宁夏大学附中四模)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，∠abc＝120°。
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()A．d点电场强度的方向由d指向OB．O点电场强度的方向由d指向OC．O点的电场强度大于d点的电场强度D．O点的电场强度小于d点的电场强度6、如图所示，在一真空区域中AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点各放置电荷量为＋Q和－Q的点电荷，设C、D两点的电场强度大小分别为E C、E D，电势分别为φC、φD，下列说法正确的是()A．E C与E D相同，φC＝φD B．E C与E D不相同，φC＝φDC．E C与E D相同，φC＞φD D．E C与E D不相同，φC＞φD7、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷＋Q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下，由点电荷＋Q与其像电荷－Q共同激发产生的。
高考物理一轮复习第九单元静电场第1讲电场的力的性质练习含解析新人教版
2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：电场的力的性质高考对本章知识的考查主要是以选择题、计算题的形式,主要涉及:(1)电场的基本概念和规律。
(2)以点电荷模型为载体综合考查电场的力的性质和电场的能的性质。
(3)带电粒子运动的轨迹问题。
(4)电容器的两类问题。
(5)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题。
(6)带电粒子在电场中的加速、偏转。
预计在2020年的高考中,对本章知识的考查仍将是热点之一,主要以选择题的方式考查静电场的基本知识,以综合题的方式考查静电场知识与其他知识的综合应用。
以生产与生活中的带电粒子在电场中的运动为背景,突出表现物理知识在实际生活中的应用的命题趋势较明显,2020年高考应高度关注。
第1讲电场的力的性质1 电荷及电荷守恒定律(1)元电荷、点电荷①元电荷:e=1.6×10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
②点电荷:当带电体本身的大小和形状对所研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
(2)静电场①定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
②基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
(3)电荷守恒定律①内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
②三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电。
③带电实质:物体得失电子。
④电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
1.1 (2019辽宁沈阳10月模拟)M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电荷量1.6×10-10 C,下列判断中正确的是()。
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子【答案】C2 库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2020届人教版高考物理一轮复习测试专题《静电场》(含解析)
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《静电场》一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则()A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小2.某电场的电场线分布如下图所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是()A．A点的场强大于B点的场强，B点的电势高于A点的电势B．若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C．一个负电荷处于B点的电势能大于它处于A点的电势能D．若将一个正电荷由A点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动3.两个完全相同的金属小球A、B，球A所带电荷量为＋4Q，球B不带电．现将球B与球A接触后，移到与球A 相距为d处(d远远大于小球半径)．已知静电力常量为k，则此时两球A、B之间相互作用的库仑力大小是()A．B．C．D．.4.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，()A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变5.如图在(0，y0)和(0，－y0)两位置分别固定一个电荷量为＋Q的点电荷．另一个带电量为＋q的点电荷从(－x0,0)位置以初速度v0沿x轴正方向运动．点电荷＋q从(－x0,0)到(x0,0)的过程中只受电场力作用，下列描述其加速度a或速度v与位置x的关系可能正确的是()A．B．C．D．6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P 点．现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则()A．带电油滴所受电场力不变B．P点的电势将升高C．带电油滴的电势能增大D．电容器的电容减小，极板带电量增大7.图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝53°，BC＝20 cm.把一个电量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.6×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是()A． 800V/m，垂直AC向左B． 800V/m，垂直AC向右C． 1000V/m，垂直AB斜向上D． 1000V/m，垂直AB斜向下8.在点电荷Q产生的电场中有a，b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为()A．正电、E/3B．负电、E/3C．正电、3ED．负电、3E9.示波器的工作原理等效成下列情况：(如图甲所示)真空室中电极K发出电子(初速度不计)，经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两极板中心线垂直的范围很大的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交，电子通过极板打到荧光屏上将出现亮点，若在A、B两极板间加上如图乙所示的变化电压，则荧光屏上的亮点运动规律是()A．沿y轴方向做匀速运动B．沿x轴方向做匀速运动C．沿y轴方向做匀加速运动D．沿x轴方向做匀加速运动10.如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是()A．B．C．D．11.真空中有两个完全相同的半径为r的金属小球，其中一个球带有＋Q的电荷量，另一个带有－2Q的电荷量，当它们相距为d(d≫r)时，其相互作用力为F，现使它们接触后，仍放回原处，则它们之间的作用力变为()A．FB．C．D．12.水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态．现将电容器两板间的距离增大，则()A．电容变小，质点向下运动B．电容变小，质点保持静止C．电容变大，质点向下运动D．电容变大，质点向上运动13.如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率v B＝2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为()A．B．C．D．14.如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则()A．A点的场强大于B点B．电子在A点受到的电场力小于B点C．A点的电势高于B点D．电子在A点的电势能小于B点15.如图(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压．t＝0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0<t<8×10－10s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()A． 0<t<2×10－10sB． 2×10－10s<t<4×10－10sC． 4×10－10s<t<6×10－10sD． 6×10－10s<t<8×10－10s16.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是 ()A．滑动触头向右移动，其他不变，电子打在荧光屏上的位置上升B．滑动触头向左移动，其他不变，电子飞行的轨迹不变C．电压U增大，其他不变，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D．电压U增大，其他不变，电子打在荧光屏上的速度大小不变17.如图示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则()A．φa变大，F变大B．φa变大，F变小C．φa不变，F不变D．φa不变，F变小18.如图所示，C是中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地，P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线偏转角度α变小的是()A．缩小a、b间的正对面积B．增大a、b间的距离C．取出a、b两极板间的电介质，换一块介电常数更大的电解质D．取出a、b两极板间的电介质19.如图，一束由不同种类的带电粒子组成的粒子流，从相同位置沿垂直于场强的方向射入由平行板电容器形成的同一个匀强电场中．若所有粒子均能射出电场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，关于粒子的运动情况，下列说法正确的是()A．若粒子的运动轨迹相同，说明它们具有相同的初动能B．比荷大的粒子，在射出电场时，其速度偏向角一定大C．若粒子在电场中的运动时间相等，则它们的初速度一定相等D．在电场中运动时间越长的粒子，电场力对它做的功越多20.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()A．带点油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带点油滴的电势将减少D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.如下图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝－2×10－10C的点电荷由A点移动到B点，电场力做功4.8×10－8J，再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及匀强电场的场强方向．22.如图所示，两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场，板间距离为d.有一带电量为＋q、质量为m 的小球(可视为质点)以水平速度从A孔进入匀强电场，且恰好没有与右板相碰，小球最后从B孔离开匀强电场，若A、B两孔的距离为4d，重力加速度为g，求：(1)两板间的电场强度大小；(2)小球从A孔进入电场时的速度；(3)从小球进入电场到其速度达到最小值，小球电势能的变化量为多少？23.如图，三个面积均为S的金属板A、B、C水平放置，A、B相距d1，B、C相距d2，A、C接地，构成两个平行板电容器．上板A中央有小孔D.B板开始不带电．质量为m、电荷量为q(q>0)的液滴从小孔D上方高度为h 处的P点由静止一滴一滴落下．假设液滴接触B板可立即将电荷全部传给B板．油滴间的静电相互作用可忽略，重力加速度取g.(1)若某带电液滴在A、B板之间做匀速直线运动，此液滴是从小孔D上方落下的第几滴？(2)若发现第N滴带电液滴在B板上方某点转为向上运动，求此点与A板的距离H.(以空气为介质的平行板电容器电容C＝S/(4πkd)，式中S为极板面积，d为极板间距，k为静电力常量．)24.如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，∠BOA＝60°，OB＝OA.将一将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点．使此小球带电，电荷量为q(q>0)，同时加一匀强电场，场强方向与△OAB所在平面平行．现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍．重力加速度大小为g.求：(1)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向．答案解析1.【答案】C【解析】正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，电势能增加，说明b点的电势一定比a点高，故C正确；电场强度的大小与电势的高低无关，无法确定，故A错误；b点的电势比a点高，即a、b在不同的等势面上，但电场线方向不一定从b指向a，故B错误；虽然电荷的电势能增加，如有重力做功，该电荷的动能不一定减小，故D错误．2.【答案】A【解析】电场线的疏密程度代表电场强度的大小，A点电场线密集所以A点电场强度大于B点电场强度，沿电场线方向电势逐渐降低，即B点电势高于A点电势，选项A对．若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，说明电场力沿电场线方向，电荷为正电荷，选项B错．一个负电荷从B点移动到A点，沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能增加，选项C错．若将一个正电荷由A点释放，它将在电场力作用下向左运动，此过程为加速，但是电场强度逐渐变大，电场力逐渐变大，加速度逐渐变大，选项D错．3.【答案】C【解析】由电荷守恒定律知两球接触后电荷平分，则电荷量均为＋2Q，由库仑定律可得库仑力的大小为F＝k，C选项正确．4.【答案】A【解析】由平行板电容器C＝及C＝，保持S不变，增大d，电容C减小，电荷量Q不变，电势差U增大，静电计指针偏角θ增大．保持d不变，减小S，电容C减小，电荷量Q不变，电势差U增大，静电计指针偏角θ增大，A正确．5.【答案】D【解析】根据等量同种电荷电场线的分布情况可知，＋q从－x0到0，再到x0，场强可能先一直减小，再一直增大，但不是均匀减小，也不是均匀增大；由牛顿第二定律知a＝知，加速度不可能均匀变化，故A错误；场强方向先向左后向右，大小可能先增大后减小，再增大，最后减小，由牛顿第二定律知，加速度方向先向左后向右，即先负后正，故B错误；v－t图象的斜率等于加速度，由于加速度是变化的，故v－x图象不可能是直线，故C错误；若场强先一直减小，再一直增大，则加速度先减小后增大，故D正确．6.【答案】B【解析】将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E＝得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故A错误．板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U＝Ed分析可知，P点与上极板间电势差将减小，而P点的电势低于上极板的电势，则知P点的电势将升高，故B正确．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小，故C错误．根据电容的定义式C＝，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小，故D错误．故选B.7.【答案】D【解析】由题意得A、B应在同一等势面上UBC＝W/q＝－1.6×10－3/10－5V＝－1.6 ×102V d＝BC sin53°＝0.16 m 则E＝U/d＝1000V/m，方向垂直AB斜向下．8.【答案】D【解析】将场强E、Eb延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电．如图，根据几何知识分析解得，a点到Q点的距离ra＝2d cos30°＝d，b点到Q点的距离rb＝d，a、b两点到点电荷Q的距离之比ra：rb＝：1；由公式E＝k，得：a、b两点场强大小的比值E：Eb＝1：3.得，Eb＝3E，故D 正确．9.【答案】A【解析】粒子在沿电场方向上的加速度a＝＝，在偏转电场中运行的时间t＝粒子在y方向上偏转，偏转位移y1＝at2＝·.飞出偏转电场后，匀速直线运动，侧移y2＝vy·＝则打在荧光屏上偏离中心的距离Y＝y1＋y2＝U因为偏转电压与时间成正比，则Y与时间成正比，所以粒子沿y轴方向做匀速运动，故A正确，B、C、D错误．10.【答案】C【解析】由题意可知小球受重力、库仑力和绳子的拉力，由于小球处于静止状态，所以合力为零，即三个力必然组成闭合的矢量三角形，由此可知选项C正确．【解析】原来库仑力大小为F＝k，它们接触后，仍放回原处，电荷先中和再平分，两球带电荷量均为，则库仑力变为F′＝k，则F′＝，D正确．12.【答案】A【解析】因质点处于静止状态，则有Eq＝mg，且电场力向上；由C＝可知，当d增大时，C减小；因电容器与电池相连，所以两端的电势差不变，因d增大，由E＝可知，极板间的场强减小，故电场力小于重力，故质点将向下运动，A正确．13.【答案】C【解析】粒子，从A到B，根据动能定理得qUAB－mgh＝mv－mv，因为v B＝2v0，粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有mgh＝mv，由以上三式，则有UAB＝.14.【答案】B【解析】由速度—时间图象看出，图线的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受电场力增大，则电场力<FB，故B正确．电子所受电场力增大，场强增大，电场强度EA<EB，故A错误．由题，电子由静止开始沿电场FA线从A运动到B，电场力的方向从A到B，电子带负电，则场强方向从B到A，根据顺着电场线电势降低可知，电势φA<φB，故C错误．由速度—时间图象看出，电子的速度增大，动能增大，根据能量守恒得知，电子的电势能减小，则电势能EA>EB，故D错误．15.【答案】D【解析】选向右为正方向，根据题图(b)作出粒子运动的v－t图象如图所示．由图象可知正确选项为D.16.【答案】C【解析】设加速电压为U1，偏转电压为U2，电子被加速后有eU1＝，设平行板长度为l，则电子在偏转电场中的侧移距离为y＝，a＝，得y＝，滑动触头向右移，电子的加速电压U1增大，电子在偏转电场中侧移距离减小，电子在荧光屏上位置下降，A错误；滑动触头向左移动，加速电压U1减小，则电子进入偏转电场速度减小，轨迹变化，B错误；电子在偏转电场中沿水平方向做匀速运动，运动时间与偏转电压无关，C正确；偏转电压U2增大，电子在偏转电场中侧移距离增大，电场力做功增大，粒子打在荧光屏上速度大小增大，D错误．【解析】因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则根据公式E＝可得板间电场强度E减小，由F＝qE可知电荷所受电场力变小；因为B板接地，电势恒为零，由U＝Ed可知上板与a间的电势差减小，而总电势差不变，故a与B间的电势差增大，故a点的电势增大，B正确．18.【答案】C【解析】对小球受力分析，小球受重力、拉力、电场力三个力的作用，要使悬线的偏角α变小，需要减小P、Q 两极板间的电场强度，P、Q两极板距离不变，即只需减小P、Q两极板间的电压即可．图中是两个电容器串在一起，所以两个电容器极板间的电压相同．设两电容所带的总电量为Q，P、Q电容为C1，总电荷量等于两个电容所带电荷量的总和，即Q＝Q1＋Q2＝CU＋C1U，电容器所带总电量不变，由C＝和C＝进行分析即可．对小球受力分析如图：由物体的平衡知F电＝mg tanα，要使悬线的偏角a减小，需要减小F电，即减小P、Q两极板间的电场强度，而P、Q两极板距离不变，所以只需减小P、Q两极板间的电压即可，两个电容器串在一起，两个电容器极板间的电压相同，由Q＝Q1＋Q2＝CU＋C1U＝(＋C1)U，只需增大a、b的电容C，由C＝知增大电容C可有三个方法：①减小极板距离d，②增大正对面积S，③换介电常数较大的电介质，则P、Q两极板间的电压就减小，所以选项C正确．19.【答案】C【解析】粒子在极板间做类平抛运动，水平方向：L＝v0t，竖直方向：y＝at2＝，粒子运动轨迹相同，即y相同，由于不知道粒子电荷量q是否相同，无法判断粒子初动能是否相同，故A错误；粒子在极板间做类平抛运动，设速度偏向角为θ，tanθ＝＝＝＝，由于不知道粒子的初速度v0间的关系，比荷大的粒子在射出电场时其速度偏向角不一定大，故B错误；粒子在极板间做类平抛运动，粒子的运动时间：t＝，如果粒子在电场中的运动时间t相等，则粒子的初速度一定相等，故C正确；粒子在极板间做类平抛运动，粒子的运动时间：t＝，粒子运动时间长，说明粒子初速度越小，电场力对粒子做功：W＝qEy＝qE×＝，由于不知道粒子的电荷量q、质量m间的关系，无法判断电场力对粒子做功多少，故D错误．20.【答案】B【解析】电容器两端电压U不变，由公式E＝，场强变小，电场力变小，带点油滴将沿竖直方向向下运动，A 错；P到下极板距离d不变，而强场E减小，由公式U＝Ed知P与正极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，B对；由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又P点的电势降低，所以油滴的电势能增大，C错；图中电容器两端电压U不变，电容C减小时由公式Q＝CU，带电量减小，D错．21.【答案】φA＝φC＝240 V电场的场强方向垂直于AC，指向左上方【解析】把电荷从A点移到B点，由电势定义式可得：＝①UAB由①式解得：UAB＝240 V②所以φA－φB＝φA＝－240 V③把电荷从B点移到C点，由电势定义式可得：＝④UBC由④式解得：UBC＝240 V⑤－φC＝－φC＝240 V⑥φB则φC＝－240 V⑦因为φA＝φC，即A、C在同一等势面上，根据场强与等势面垂直且由高电势处指向低电势处，可得该电场的场强方向垂直于AC，指向左上方．22.【答案】(1)(2)(3)增加mgd【解析】(1)由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速．设小球进入A孔的速度为v0，减速到右板的时间为t，则有：水平方向：d＝v0t－t20＝v0－t竖直方向：4d＝g(2t)2联立解得E＝(2)在水平方向上根据牛顿第二定律有qE＝max根据运动学公式有0－v＝2(－ax)d联立解得v0＝(3)小球进入电场后，在水平方向上做减速运动，即v x＝v0－t′在竖直方向上做加速运动，即v y＝gt′小球在电场中的速度大小为v＝联立由数学知识可得t′＝时小球速度达到最小，此时粒子在水平方向的位移为：x＝v0t′＝t′2在此过程中电场力做功为W＝－qEx而W＝－ΔE p联立解得ΔE p＝mgd，即粒子的电势能增加mgd.23.【答案】(1)(1＋)＋1(2)【解析】(1)根据题意，A、B板与B、C板构成的两个平行板电容器的电容分别为C1＝①C2＝②设第n滴带电液滴可在A、B板之间做匀速直线运动．当第n滴带电液滴处于A、B板之间时，B板所带电荷量为：Q1＋Q2＝(n－1)q③式中，Q1和Q2分别为金属板B上下两个表面上的电荷量．设B板电势为U，则Q1＝C1U④Q2＝C2U⑤A、B板之间的电场强度为E1＝U/d1⑥由于第n滴带电液滴在A、B板之间做匀速直线运动，有：qE1＝mg⑦联立以上各式得n＝(1＋)＋1⑧(2)当第N－1滴带电液滴在B板上时，(1)中①至⑤仍有效，相应的B板电势以及其上下表面所带电荷量分别记为U′、Q1′和Q2′.B板所带电荷量为Q1′＋Q2′＝(N－l)q⑨按题意，第N滴带电液滴会在下落到离A板距离为H(H<d1)时，速度为零，此时液滴所在位置的电势为：U′H＝U′⑩由能量守恒得：qU′H＝mg(h＋H)⑪由①②④⑤⑨⑩式得：H＝⑫24.【答案】(1)(2)mg从O点斜向下与竖直方向成30°角【解析】(1)由平抛运动的规律，h＝gt2x＝vttanθ＝得2v0＝3gt所以h＝gt2＝由动能定理得mgh＝E k－mvE k＝mv所以E k∶E k0＝7∶3＝(2)令OA＝2L，OB＝3L由动能定理得＋mg·2L sin 30°＝E k1－E k0UOAq＋mg3L＝E k12－E k0UOBq由上式mg.2L sin 30°＝＝mv解得UOAq＝mv＝mvUOBq所以UOA＝UOB场强方向在∠AOB的角平分线上，从O点斜向下与竖直方向成30°角．由上式Eq2L sin 60°＝mvmg.2L sin 30°＝＝mv 所以E＝mg。
备考2025届高考物理一轮复习分层练习第九章静电场第1讲静电场中力的性质
第1讲 静电场中力的性质1.[2024浙江台州联考/多选]关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（ ACD ）A.安装避雷针可使建筑物免遭雷击B.静电复印机的工作原理和静电现象完全无关C.用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又匀整D.油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链，能防止静电产生危害解析 高大建筑物顶上安放避雷针是为了防止静电危害，使建筑物免遭雷击，故A 正确；静电复印机是利用静电工作的，与静电现象有关，故B 错误；用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，由于电荷间的相互作用，既省漆又匀整，故C 正确；油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了将摩擦产生的静电刚好导走，防止静电危害，故D 正确.2.[2024江西赣州校考]下列关于电场强度的三个表达式E ＝F q、E ＝kQ r2和E ＝U d的叙述，错误的是（ A ）A.E ＝F q是电场强度的定义式，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量B.E ＝kQr 2是点电荷电场强度的确定式，Q 是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场C.E ＝Ud 是匀强电场场强的计算式，d 是两点间沿电场线方向的距离，它仅适用于计算匀强电场的场强D.从点电荷场强确定式分析库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2，式中kq 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小，而kq 1r 2是点电荷q 1产生的电场在q 2处的场强大小解析 E ＝Fq 是电场强度的定义式，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是摸索电荷的电荷量，故A 错误；E ＝kQr 2是点电荷电场强度的确定式，只适用于点电荷，故B 正确；E ＝Ud 是匀强电场场强的计算式，d 是两点间沿电场线方向的距离，它仅适用于计算匀强电场的场强，故C 正确；从点电荷场强确定式分析库仑定律的表达式F ＝kq 1q 2r 2，式中kq2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小，而kq 1r 2是点电荷q 1产生的电场在q 2处的场强大小，故D 正确.3.[2024广东广雅中学校考]M 和N 都是不带电的物体，它们相互摩擦后，M 带1.6×10－10C正电荷，下列说法正确的是（ C ）A.在摩擦前M 和N 的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N 转移到了MC.N 在摩擦后确定带1.6×10－10C 负电荷D.M 在摩擦过程中失去了1.0×1010个电子解析 摩擦起电的本质是电子的转移，在摩擦前，M 、N 内部都有电荷，故A 错误.相互摩擦后M 带1.6×10－10C 正电荷，即M 上1.6×10－10C 的电荷转移到了N 上，故B 错误.N 原来是电中性，摩擦后M 上1.6×10－10C 的电荷转移到了N 上，即N 在摩擦后确定带1.6×10－10C 的负电荷，故C 正确.M 在摩擦过程中失去的电子数为n ＝1.6×10−10 C 1.6×10−19 C＝1.0×109个，故D 错误.4.[电场线画法选择]真空中的O 点固定一带负电的点电荷－Q ，一原来不带电的金属球从右侧靠近点电荷放置，由于静电感应，金属球左右两侧表面就聚集了等量异种电荷，称之为感应电荷.感应电荷在金属球内部激发电场的三条电场线画法正确的是（ B ）A B C D解析 静电平衡时，金属球内部的合场强到处为零，即感应电荷在球内各处激发的场强与O 点的带负电的点电荷激发的场强等大反向，到处抵消，B 正确.5.如图所示，M 、N 为两个等量正点电荷，在其连线的中垂线上的P 点放一静止的负点电荷，G 点与P 点关于O 点对称，不计负点电荷的重力，只在M 、N 静电力作用下，下列说法确定正确的是（ C ）A.负点电荷在从P 点到O 点的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B.负点电荷在从P 点到O 点的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.负点电荷运动到O 点时加速度为零，速度达到最大值D.负点电荷在从O点到G点的过程中，速度越来越小，加速度越来越大解析负点电荷在从P点到O点的过程中，所受的电场力方向沿纸面对下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点沿纸面对上到无穷远，电场强度先增大后减小，负点电荷在从P点到O点的过程中，电场强度的大小变更不能确定，所以其所受电场力的大小变更无法确定，加速度的大小变更也不能确定，A、B错误；负点电荷运动到O点时，其所受的电场力为零，加速度为零，然后接着沿纸面对下做减速运动，所以在O点时负点电荷的速度达到最大值，C正确；负点电荷在从O点到G点的过程中，做减速运动，速度越来越小，同理，加速度的大小变更无法确定，D错误.6.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为＋2q，右侧点电荷带电荷量为－q，点M、N、P、Q位于两点电荷形成的电场中，其中P、Q两点关于两电荷连线对称.静电力常量为k.由图可知（D）A.P、Q两点的电场强度相同B.M点的电场强度小于N点的电场强度C.一摸索电荷在N点所受电场力大于该摸索电荷在M点所受的电场力D.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为3k qr2解析依据题图可知，P点场强方向与Q点场强方向不同，所以P、Q两点的电场强度不相同，故A错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，所以M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误；因M点的电场强度大于N点的电场强度，依据F＝qE知，摸索电荷在M点所受电场力大于在N点所受电场力，故C错误；依据点电荷的电场强度公式及电场叠加原理知，两点电荷连线的中点处的电场强度为E合＝2k qr2＋k qr2＝3k qr2，故D正确.7.[非点电荷电场/2024上海七宝中学期中]图甲为二分之一匀整带电圆环，O1为其圆心，图乙为四分之三匀整带电圆环，O2为其圆心，两圆环半径相同，单位长度的带电荷量、电性相同，O1处的电场强度大小为E0，电势为φ0.已知在真空中电荷量为Q的点电荷产生的电场中，若取无穷远处为零电势点，则离该点电荷距离为r的某点的电势为φ＝k Qr，则O2处的场强大小和电势分别为（C）A.32E 0，32φ0B.32E 0，12φ0C.√22E 0，32φ0D.√22E 0，√22φ0解析 设四分之一圆环在圆心处产生的场强大小为E ，对题图甲中的二分之一圆环，由电场强度的合成可知√2E ＝E 0，故E ＝√22E 0，题图乙中的四分之三圆环的左上四分之一圆环和右下四分之一圆环在圆心处产生的场强等大反向，故O 2处的场强大小等于右上四分之一圆环在O 2处产生的场强大小，为√22E 0.设题图甲中的二分之一圆环的带电荷量为q ，则题图乙中的四分之三圆环的带电荷量为32q ，电势是标量，由φ0＝k q r 得O 2处的电势为φO 2＝3q 2·k r ＝32φ0，故选C.8.[库仑力作用下的平衡/2024广东韶关一模]如图所示，有三个质量相等可视为点电荷的带电绝缘小球A 、B 、C ，其中A 带负电并固定在竖直绝缘弹簧下端，当A 、B 、C 三个小球的球心距离均为L 时，B 、C 两小球悬在空中处于静止状态.已知B 、C 两小球带电荷量相等.下列说法正确的是（ A ）A.小球A 带的电荷量是小球B 带电荷量的2倍B.小球A 受到5个作用力C.弹簧弹力等于B 、C 两个小球对A 球库仑力的矢量和D.小球A 与弹簧连接处断开瞬间，B 、C 两个小球一起做自由落体运动解析 依据B 、C 两小球受力平衡可知B 、C 两小球带等量的正电荷，设小球A 、B 的电荷量确定值分别为q A 、q B ，则A 、B 之间的库仑力F AB ＝kq A q B L 2，B 、C 之间的库仑力F BC ＝k q B 2L2，对B 受力分析如图所示，有F AB cos θ＝F BC ，θ＝60°，解得q A ＝2q B ，故A 正确；分析A 的受力，A 受到重力、两个库仑力和弹簧弹力，共4个力，故B 错误；对小球A 受力分析，受竖直向上的弹力，竖直向下的重力，竖直向下的B 、C 两球的库仑力的合力，小球处于平衡状态，即弹簧弹力大于B 、C 两个小球对A 球库仑力的合力，故C 错误；小球A 与弹簧连接处断开瞬间，A 受重力和B 、C 小球对A 的库仑力，A 下落的加速度大于重力加速度，断开瞬间小球B 、C 受力不变，加速度为零，故D 错误.9.[2024湖南]如图，真空中有三个点电荷固定在同始终线上，电荷量分别为Q 1、Q 2和Q 3，P 点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P 点处的电场强度为零，q ＞0，则三个点电荷的电荷量可能为（ D ）A.Q 1＝q ，Q 2＝√2q ，Q 3＝qB.Q 1＝－q ，Q 2＝－4√33q ，Q 3＝－4qC.Q 1＝－q ，Q 2＝√2q ，Q 3＝－qD.Q 1＝q ，Q 2＝－4√33q ，Q 3＝4q解析 若三个点电荷都带正电或负电，则三个点电荷在P 点产生的场强叠加后确定不为零，AB 错；几何关系如图1，若Q 1＝Q 3＝－q ，则依据E ＝k Qr 2分析可知E 1＝4E 3，Q 1和Q 3在P 点产生的电场强度叠加后为E 13，如图2所示，与Q 2在P 点产生的电场强度不行能在一条直线上，即P 点处的电场强度不行能叠加为零，C 错；若4Q 1＝Q 3＝4q ，Q 2＝ －4√33q ，则依据E ＝k Q r 2分析可知E 1＝E 3＝k q r 2，叠加后E 13＝k √3qr 2，如图3所示，与Q 2在P 点产生的电场强度等大反向，叠加为零，D 对.一题多解 依据图1所示的几何关系可知E 1＝kQ 1r2、E 2＝kQ 2(2√3r )2＝3kQ 24r2、E 3＝kQ 3(2r )2＝kQ 34r 2，将Q 2、Q 3在P 点产生的场强分解为水平方向和竖直方向，则由题意P 点处的电场强度为零可得，水平方向上有E 2 cos 60°＋E 3 cos 30°＝0，竖直方向上有E 1＋E 2 sin 60°＋E 3 sin 30°＝0，联立解得Q 3＝－√3Q 2，Q 1＝－√34Q 2，即Q 3Q 1＝41，Q 2与Q 1和Q 3的电性相反，故D 对，ABC 错.10.[三维坐标系中场强分析]如图所示的坐标系中，P 、M 、N 为坐标轴上的三点，它们到坐标原点O 的距离相等.空间内存在场强大小为E 的匀强电场，M 、N 两点固定有电荷量相等的正点电荷，O 点的场强为0.现把N 点的点电荷移到P 点，其他条件不变.则此时O 点的场强大小为（ B ）A.0B.EC.√2ED.2E解析 如图，M 、N 处的点电荷在O 点产生电场的场强E M 、E N 大小相等，方向分别沿负y 和负z 方向，故匀强电场的方向平行于yOz 平面，与Oy 、Oz 两轴的夹角相等，对O 点进行分析，匀强电场在y 、z 两轴的重量E y 、E z 分别与E M 、E N 大小相等，均为√22E .将N 点的点电荷移到P 点后，该电荷在O 点产生的电场的场强E P 大小等于E N ，方向沿负x 方向，E y 与E M 的合场强为0，此时O 点的场强为E z 与E P 的合场强，合场强大小为E ，B 正确.11.[验证库仑定律试验/2024广东深圳中学校考/多选]某同学设计如图所示的试验装置来验证库仑定律.首先，将一个带电小球A 用绝缘细线悬挂，并使另一个与它带同种电荷的小球B 靠近它，A 球受到B 球的静电斥力F 而发生偏移，测得A 球的质量为m ，悬点到A 球球心的距离为l .然后，在保持两球电荷量不变的状况下，移动小球B 变更两球之间的距离，最终，用刻度尺测量稳定后两球间的距离r 和A 球偏移的距离d （试验中满意l ≫d ）.下列说法正确的是（ BD ）A.试验中，小球A 所受静电力的测量值F ＝mg ldB.试验中仅测量d 与r ，也可以验证“静电力与距离平方成反比的关系”C.为便利验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由试验数据作出F 与r 2的关系图像D.为便利验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由试验数据作出F 与1r 2的关系图像解析 设小球A 受静电斥力作用发生偏移达到平衡后细线与竖直方向的夹角为θ，由于l ≫d ，可以认为两小球的运动在同始终线上，小球A 所受的静电力F ＝mg tan θ，由于θ很小，tan θ≈ sin θ＝dl，所以F ≈mg dl，再由库仑定律F ＝kq A q B r 2＝mg dl，可得d ＝klq A q B mgr 2，所以试验中仅测量d 与r ，也可以验证“静电力与距离平方成反比的关系”，故A 错误，B 正确；为便利验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由试验数据作出F 与1r 2的关系图像，得到一条倾斜的直线，故C 错误，D 正确.12.[电偶极子]“顿牟掇芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的视察记录，“顿牟掇芥”是指经摩擦后的带电玳瑁能吸起轻小物体.我们可以将其简化为下述模型分析探究.如图所示，在某处固定一个电荷量为Q 的点电荷，在其正下方h 处有一个原子.在点电荷产生的电场（场强为E ）作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l ，形成电偶极子.描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p ，p ＝ql ，这里q 为原子核的电荷.试验显示p ＝αE ，α为原子的极化系数，是与原子本身特性有关的物理量，反映原子被极化的难易程度.被极化的原子与点电荷之间产生作用力F .在确定条件下，原子会被点电荷“掇”上去.（1）推断F 是吸引力还是排斥力，简要说明理由.（2）若固定点电荷的电荷量增加一倍，力F 如何变更？（3）若原子与点电荷间的距离减小为原来的一半，力F 如何变更？答案 （1）吸引力 理由见解析 （2）增大到原来的4倍 （3）增大到原来的32倍解析 （1）F 为吸引力.理由：当原子极化时，与Q 异性的电荷在库仑力作用下移向Q ，而与Q 同性的电荷在库仑力作用下远离Q ，这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷之间的排斥力，总的效果表现为F 是吸引力.（2）电荷Q 与分别开距离为l 的一对异性电荷之间的总作用力为F ＝kQq（ℎ－l 2）2－kQq（ℎ＋l 2）2考虑到l ≪h ，化简得F ＝kqQ （1ℎ2－ℎl－1ℎ2＋ℎl）＝2kQql ℎ3利用p ＝ql ，可得F ＝2kQp ℎ3，依据点电荷电场强度公式知，若固定点电荷的电荷量增加一倍，即Q 增大为2Q ，被极化的原子处的电场强度E 增大到原来的2倍.由p ＝αE 可知电偶极矩p 增大到原来的2倍.由F ＝2kQp ℎ3可知作用力F 增大到原来的4倍.（3）依据点电荷电场强度公式知，若原子与点电荷间的距离减小为原来的一半，即h 减小为原来的一半，则被极化的原子处的电场强度E 增大到原来的4倍.由p ＝αE 可知电偶极矩p 增大到原来的4倍.由F ＝2kQp ℎ3可知作用力F 增大到原来的32倍.。
新高考物理复习专题九静电场练习含答案
专题九静电场五年高考考点过关练考点一静电场中力的性质1.(2019课标Ⅰ,15,6分)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案D2.(2023全国甲,18,6分)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。
下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是()答案A3.(2022湖北,4,4分)密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。
用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。
金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。
若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为()A.q,rB.2q,rC.2q,2rD.4q,2r答案D4.(2023湖南,5,4分)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。
若P 点处的电场强度为零,q>0,则三个点电荷的电荷量可能为()A.Q1=q,Q2=√2q,Q3=qq,Q3=-4qB.Q1=-q,Q2=-4√33C.Q1=-q,Q2=√2q,Q3=-qq,Q3=4qD.Q1=q,Q2=-4√33答案D5.(2023全国乙,24,12分)如图,等边三角形△ABC位于竖直平面内,AB边水平,顶点C 在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。
已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,求(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负;(2)C点处点电荷的电荷量。
高考物理一轮复习《电场力的性质》跟踪复习练习题(含答案)
电场力的性质一、单项选择（下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意）1．在如图所示的电场中，各点电荷带电量大小都是Q ，甲图中的A ，B 为对称点，乙、丙两图的点电荷间距都为L ，虚线是两侧点电荷的中垂线，两点电荷连线上的O 、C 和O 、D 间距也是L ，正确的是（ ）A ．图甲中A ，B 两点电场强度相同 B ．O 点的电场强度大小，图乙等于图丙C ．从O 点沿虚线向上的电场强度，乙图变大，丙图变小D ．图乙、丙的电场强度大小，C 点大于D 点2．如图1所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P （坐标为x ）的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：221/22[1]()xE k R x πσ=-+，方向沿x 轴。
现考虑单位面积带电量为0σ的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆板，如图2所示。
则圆孔轴线上任意一点Q （坐标为x ）的电场强度为（ ）A ．0221/22()x k r x πσ+ B ．0221/22()r k r x πσ+ C ．02xk rπσ D ．02rk xπσ 3．如图，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，60MOP ∠=︒。
电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点的场强大小变为E 2。
E 1与E 2之比为（ ）A．1：2 B．2：1 C．2:3D．4:34．如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重力），由静止释放后，下列说法中正确的是（）A．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零B．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值C．点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大D．点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大5．如图所示是某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列结论正确的是（）A．A点的场强比B点的场强大B．A点的场强方向与B点的场强方向相同C ．将同一点电荷分别放在A 、B 两点，在A 点受到的电场力小于B 点受到的电场力D ．因为A 、B 两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受电场力作用6．如图所示，正电荷q 均匀分布在半球面ACB 上，球面半径为R ，'CO 为通过半球面顶点C 和球心O 的轴线。
(北京专用)2020版高考物理总复习第九章第1讲电场的力的性质精练(含解析)
第1讲电场的力的性质A组基础巩固1.(2017西城期末)如图所示,用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触,起初它们不带电,贴在两端下部的金属箔是闭合的。
把带正电的物体C移近A端,然后把A和B分开较远的距离,再移去C,则( )A.C移近A端时,A端的金属箔张开,B端的金属箔闭合B.C移近A端时,A端的金属箔闭合,B端的金属箔张开C.A和B分开,移去C后,A端的金属箔会立即闭合D.A和B分开,移去C后,A端的金属箔仍会张开答案 D 当带正电物体C移近A端时,由于静电感应,A端聚集负电荷,B端聚集等量正电荷,金属箔均张开,A、B选项错误;将A、B分开,移去C后,A、B仍带电,金属箔仍然张开,故C选项错误,D选项正确。
2.(2018海淀期末)放在绝缘支架上的两个相同金属球相距为d,球的半径比d小得多,分别带有q和-3q 的电荷,相互作用力为F。
现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互作用力将为( )A.引力且大小为3FB.斥力且大小为F/3C.斥力且大小为2FD.斥力且大小为3F答案 B 由库仑定律知,两球未接触前相互作用力F=k=k。
两球接触后,电荷先中和再平分,每个金属球带电荷量均为-q,此时两球间的相互作用力F'=k=,因同种电荷相互排斥,则此时两球间的相互作用力为斥力。
3.如图所示,真空中有两个点电荷分别位于M点和N点,它们所带电荷量分别为q1和q2。
已知在M、N连线上某点P处的电场强度为零,且MP=3PN,则( )A.q1=3q2B.q1=9q2C.q1=q2D.q1=q2答案 B 已知E P合=0,所以k=k,解得q1=9q2。
4.(2017东城期末)匀强电场的电场线如图所示,a、b是电场中的两点。
下列说法中正确的是( )A.a点电势一定小于b点电势B.a点电势一定等于b点电势C.a点电场强度一定小于b点电场强度D.a点电场强度一定等于b点电场强度答案 D 沿着电场线方向电势逐渐降低,a点电势大于b点电势;匀强电场中场强处处相同,a、b两点场强相同。
2020版高考物理大一轮复习 专题九 静电场练习.docx
专题九静电场挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素电场力的性质带电物体在电场中的平衡问题2017北京理综,22,16分 3 动能定理科学推理★★★关于电场描述及性质的论证问题2018北京理综,24,20分 5 等势面模型建构电场能的性质通过电场线和等势面判断场强和电势的高低2014北京理综,15,6分 3 科学推理★★★电场力做功及能量变化分析结合带电粒子运动轨迹分析问题电容器、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的加速和偏转运动2016北京理综,23,18分 4牛顿运动定律、类平抛运动、动能定理科学推理、科学论证★★★2015北京理综,24,20分 5电流、电动势、电功率、闭合电路欧姆定律科学推理、科学论证、模型建构平行板电容器的动态分析2018北京理综,19,6分 3电容器的电容的影响因素科学推理分析解读本专题内容是高考考查的重点,高考中涉及本专题内容的题目较多,既有选择题又有计算题。
选择题主要考查对基本概念和物理模型的理解,如对电场的分布特点、电势及电势能的理解;在计算题中,带电粒子在电场中的运动是高考的热点内容。
带电粒子在电场中的加速和偏转问题常与牛顿运动定律、功能关系等内容综合考查。
有时也与实际生活、科技联系,如喷墨打印机、速度加速器和电容式传感器等,有可能成为高考新情景的命题素材。
本专题的知识、方法也会出现在高考压轴题中,通过本专题概念的建立方法、规律的表述方法等考查模型建构、科学推理、科学论证等学科素养。
【真题典例】B.导体B下部的金属箔感应出正电荷C.导体A和B下部的金属箔都感应出负电荷D.导体A感应出负电荷,导体B感应出等量的正电荷答案BD2.真空中两相同的带等量异号电荷的金属小球A和B(均可看做点电荷),分别固定在两处,它们之间的距离远远大于小球的直径,两球间静电力大小为F。
现用一个不带电的同样的绝缘金属小球C与A接触,然后移开C,此时A、B球间的静电力大小为()A.2FB.FC.2F8D.F2答案D3.在一个水平向右的匀强电场中,用一条绝缘细线悬挂一个带正电的小球,小球的质量为m,所带电荷量为q。
2020高考物理精品习题：静电场(全套含解析)高中物理
2020高考物理精品习题：静电场（全套含解析）高中物理第I 课时库仑定律•电场强度i 下述讲法正确的选项是〔〕A .依照E = F/q ，可知电场中某点的场强与电场力成正比.B .依照E = KQ/r 2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量C .依照场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强.D .电场线确实是点电荷在电场中的运动轨迹【答案】B2.如图9 — 1 — 6所示，三个完全相同的金属小球 a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上. a 和c 带正电，b带负电，a 所带电量的大小比 b 的小.c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表 示，它应是〔 〕 【解析】依照库仑定律以及同种电荷相斥，异种电 荷相吸，结合平行四边形定那么可得 B 对【答案】B荷受到的电场力，E 是电场强度④在库仑定律的表达式 Fkq 1q 2 r 2中，能够把kq 2 r 2看作是点电荷 q 2产生的电场在点电荷 q 1处的场强大小，也能够把kq 1 r 2看作是点电荷q 1产生的电场在点电荷 q ?处的场强大小A . 只有①②B .只有①③ C. 只有②④D.只有③④【答案】C4.用绝缘细线将一个质量为 m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场.当小球静止时把细线烧断〔空气阻力不计〕.小球将做〔〕A F iB F 2C F 3D F 43. 电场强度E 的定义式为E ^q，依照此式，以下讲法中正确的选项是〔①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量，F 是该点电荷在电场中某 点受到的电场力，E 是该点的电场强度③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量,F 是放在电场中的点电Q 成正比. 图 9—1 — 6A •自由落体运动B •曲线运动C •沿悬线的延长线做匀加速直线运动D •变加速直线运动【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动.【答案】C5•如图9- 1-7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由受另一个力的大小和方向变化情形是〔〕图9—1-7【解析】依照电场线分布和平稳条件判定.【答案】B6•在图9—1 —8所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点0做圆周运动，以下讲法正确的选项是〔〕①带电小球有可能做匀速率圆周运动②带电小球有可能做变速率圆周运动③带电小球通过最高点时，细A. ②B.①②C.①②③D.①②④【解析】利用等效场〔复合场〕处理.【答案】D7、在光滑的水平面上有两个电量分不为Q、Q的带异种电荷的小球，Q= 4Q, 4m咨询要保持两小球距离不变，能够使小球做__________________________ 运动；两小球的速度大小之比为_____________.（只受库仑力作用）【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心0作匀速圆周运动. ■对m有：KQ1Q2L22m r im i o . m2对m有: KQ1Q2L22m2 aIL * * *图甲两球角速度相等，L为两球距离可得：mir i m2r2因此山4r2L B匀速飞过，电子重不计，那么电子所A. 先变大后变小，方向水平向左B. 先变大后变小，方向水平向右C. 先变小后变大，方向水平向左D. 先变小后变大，方向水平向右'+ '+QO Q*B线拉力一定最小④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小*0 III【解析】〔1〕小球在桌面上做匀加速运动,由v r 可得Vl 4v 21【答案】作匀速圆周运动；4/ 1&在场强为E ,方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为 m 的带电小球，电荷量分不为 +2q 和-q ,两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于 加速度为g,那么细绳对悬点 O 的作用力大小为 __________________________________________________ .【解析】先以两球整体作为研究对象，依照平稳条件求出 悬线0对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 0点的拉力大小. 【答案】2mg+Eq9、如图9 — 1- 10所示，真空中一质量为 m ，带电量为一q 的液滴以初速度为 v o ,仰角a 射入匀强电场中方时，电场力最小，现在液滴作匀减速直线运动，有： qE 1 mg cos 得 E 1 mg cos q ，方向与 v o 垂直指向右下方〔2〕当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有：qE 2 mg ，得E 2 mg q ，方向竖直向下.【答案】〔1〕E 1 mgcos q ，方向与v o 垂直指向右下方 〔2〕E 2 mg q ，方向竖直向下10 •在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为 +q 、质量为m 的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s ，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ，且qE = 2 mg 如图9— 1 — 11所示，求:〔1〕小球经多长时刻落地? 〔2〕小球落地时的速度.0点处于平稳状态，如下图，重力以后，做直线运动，求：〔1〕所需电场的最小场强的大小，方向. 〔2〕假设要使液滴的加速度最小，求所加的 电场场强大小和方向.【解析】〔1〕依照矢量合成定那么，当电场力与速度v 0垂直图 9— 1 — 10指向左上【解析】由A —可知，A q A 可得结果mv 0 (m M )V电场方向向上时，有:m)V 2mv 0 (m M )Vmg 3q【答案】E 哑3q第H 课时电势能•电势差•电势1、关于电势和电势能以下讲法中正确的选项是（）A. 在电场中，电势高的地点，电荷在该点具有的电势能就大；B. 在电场中，电势高的地点，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能t 2= 2h -g小球从静止动身到落地所通过的时刻:⑵ 小球落地时 v gt 22gh ,V x at qE t 2gt 2 gs 2. 2gh .m落地速度 v Qv ： V Jiogh 4gs 8gJ2Sh .〔2〕 10gh 4gs 8g 2sh11、长木板AB 放在水平面上如下图 9-1-12，它的下表面光滑而上表 面粗糙，一个质量为 m 、电量为q 的小物块C 从A 端以某一初速起 动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到B 端，当此电场改为向上时，C 只能滑到AB 的中点，求此电场的场强.【解析】当电场方向向上时，物块 C 只能滑到AB 中点，讲明现在电场力方向向下，可知物块C 带负电.电场方向向下时有:(mg qE)L1(Mm)V 2(mg(mg qE)L(mg qE )2t =t l +t 2=【答案】D2、如图9- 2-9所示，M N两点分不放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的【解析】由速度越来越大可知，动能增大，电势能减小，且由图中速度变化律可知，加速度越来越小，即一点，C 为连线中垂线上处于 A 点上方的一点，在 A B C 三点中〔 〕 电场力越来越小.【答案】A5•如图9-2- 12所示，长为L ,倾角为B 的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q ，质量为m 的小 球，以初速度V 。
2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练：静电场(含解析)
2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练静电场一、选择题1、如图所示，两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。
用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。
现将B球水平向左移动一小段距离，发现A球随之沿斜面向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．与移动前相比，下列说法正确的是A．斜面对A的弹力增大 B．水平面对B的弹力不变C．推力F变小 D．两球之间的距离变小【答案】C【解析】对小球A受力分析，由平行四边形法则可知，当A球到达虚线位置时斜面对A的弹力N A减小；两球之间的库仑力减小，根据库仑定律可知，两球间距变大，选项D错误；对AB整体受力分析可知：N B与N A的竖直分量之和等于AB的重力之和，N A减小，则N A的竖直分量减小，则N B增大，选项B错误；对B受力分析可知，F等于库仑力F库的水平分量，因F库减小且F库与水平方向的夹角变大，则F库的水平分量减小，即F减小，选项C正确；故选C。
2、如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是（）A．物体A受到地面的支持力先增大后减小B．物体A受到地面的支持力保持不变C．物体A受到地面的摩擦力先增大后减小D．库仑力对物体B先做正功后做负功【答案】A【解析】当质点B由p点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：θ-=①sin0F fcos 0N F mg θ--= ②由①②两式可解得： cos N mg F θ=+； sin f F θ=；其中G 与F 不变，θ逐渐减小为零，因而支持力N 逐渐变大，f 逐渐变小；当质点B 由最高点运动到Q 点的过程中，再次对物体A 受力分析，如下图，受重力G 、地面的支持力N 、摩擦力f 以及静电力F ；将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：sin 0F f θ-= ③cos 0N F mg θ--= ④由③④两式可解得：cos N mg F θ=+；sin f F θ=；其中G 与F 不变，θ由零逐渐增大，因而支持力N 逐渐变小，f 逐渐变大；综合以上两个过程可知：物体A 受到地面的支持力N 先增大后减小，物体A 受到地面的摩擦力先减小后增大，故A 正确，BC 错误；质点A 对质点B 的静电力与质点B 的速度总是垂直，因而其瞬时功率一直为零，由W Pt =，A 对B 不做功，故D 错误。
(天津专用)2020届高考物理一轮复习专题九静电场教师用书(PDF,含解析)
解题关键 电场的对称性在求解电场强度时经常用到，
由对称性可以快速解答相关问题。
Ａ．ＯＭ 中点的电场强度大于 ＯＮ 中点的电场强度 Ｂ．Ｏ 点的电场强度大小与 ＭＮ 上其他各点相比是最小的 Ｃ．Ｏ 点的电场强度大小与 ＨＧ 上其他各点相比是最小的 Ｄ．将试探电荷沿 ＨＧ 由 Ｈ 移动到 Ｇ，试探电荷所受电场力先 减小后增大
考点一 电场的性质
一、电场的力的性质
对应学生用书起始页码 Ｐ１１２
件得 Ｆ－Ｔ ｓｉｎ α１ ＝ ０；Ｔ ｃｏｓ α１ －ｍ１ ｇ ＝ ０。
所以
ｔａｎ
α１
＝
Ｆ ｍ１ ｇ
＝
ｋｑ１ ｑ２ ｍ１ ｇｒ２
。
同理
ｔａｎ
α２
＝
Ｆ ｍ２ ｇ
＝
ｋｑ１ ｑ２ ｍ２ ｇｒ２
。
若 α１ ＝ α２ ，则有ｍ１ ＝ ｍ２ 。
①应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的
正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力
的大小，力的方向根据“ 同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”
另行判断即可。
②各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，ｋ 的
值才是 ９．０×１０９ Ｎ·ｍ２ ／ Ｃ２ 。
（ ３） 静电力的叠加
决定式
Ｅ＝ｋ
Ｑ ｒ２
真空中的点 电荷的电场
某点的场强 Ｅ 由场源电 荷 Ｑ 和该点到场源电荷 的距离 ｒ 决定
关系式
Ｅ＝
Ｕ ｄ
匀强电场
ｄ 是沿电场方向的距离
（２）电场强度的叠加原理
多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该
点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场
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电场的力的性质高考对本章知识的考查主要是以选择题、计算题的形式,主要涉及:(1)电场的基本概念和规律。
(2)以点电荷模型为载体综合考查电场的力的性质和电场的能的性质。
(3)带电粒子运动的轨迹问题。
(4)电容器的两类问题。
(5)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题。
(6)带电粒子在电场中的加速、偏转。
预计在2020年的高考中,对本章知识的考查仍将是热点之一,主要以选择题的方式考查静电场的基本知识,以综合题的方式考查静电场知识与其他知识的综合应用。
以生产与生活中的带电粒子在电场中的运动为背景,突出表现物理知识在实际生活中的应用的命题趋势较明显,2020年高考应高度关注。
第1讲电场的力的性质1 电荷及电荷守恒定律(1)元电荷、点电荷①元电荷:e=1.6×10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
②点电荷:当带电体本身的大小和形状对所研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
(2)静电场①定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
②基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
(3)电荷守恒定律①内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
②三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电。
③带电实质:物体得失电子。
④电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
辽宁沈阳10月模拟)M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电荷量1.6×10-10 C,下列判断中正确的是()。
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子【答案】C2 库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F=k q1q2。
式中k=9.0×109N·m2/C2,叫作静电力常量。
q2(3)适用条件:真空中的点电荷。
福建福州高三模拟)真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为()。
A.3∶1B.1∶3C.9∶1D.1∶9【答案】C(2018江西南昌10月考试)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关。
他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒上的C点,如图所示。
实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。
实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的而增大,随其所带电荷量的而增大。
该同学在探究中应用的科学方法是(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
【答案】减小增大控制变量法3 电场强度、点电荷的电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
单位:N/C或V/m。
(2)定义式:E=qq(3)点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E=k q。
q2(4)方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
(5)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,遵循平行四边形定则。
湖南株洲开学考试)如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8 C和Q2=-1.0×10-8 C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6 cm的位置上。
问:(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零?(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的?【答案】(1)x=12 cm处(2)0<x<6 cm和x>12 cm的地方4 电场线(1)定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密程度表示电场的强弱。
(2)(2018辽宁大连高三模拟)如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是()。
A.A、B可能带等量异号的正、负电荷B.A、B可能带不等量的正电荷C.a、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两点处所受电场力大小相等,方向一定相反【答案】D题型库仑定律的综合应用一1.电场力方向:正电荷受力方向与电场强度方向相同,负电荷受力方向与电场强度方向相反。
2.恰当选取研究对象,用“整体法”或“隔离法”进行分析。
3.基本思路:(1)平衡问题利用平衡条件列式求解。
(2)非平衡问题利用牛顿第二定律求解。
4.库仑力作用下电荷的平衡问题与力学中物体的平衡问题相同,可以将力进行合成与分解。
5.列平衡方程,注意电荷间的库仑力与电荷间的距离有关。
【例1】(多选)如图甲所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A和O B两点。
将用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点O B移到O A点固定。
两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m。
已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g=10 m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,则()。
甲A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2 NC.B球所带的电荷量为4√6×10-8 CD.A、B两球连线中点处的电场强度为0【解析】两相同导电小球接触带电,电荷量等量分配,可知A项正确;A、B小球平衡时,对其进行受力分析,如图乙所示,可得F=mg tan θ,易知θ=37°,故F=6×10-3 N,由F=k q2,q2得q=4√6×10-8 C,C项正确;根据等量同种点电荷产生静电场的叠加规律,可知D项正确。
乙【答案】ACD【变式训练1】(2019山西晋城开学考试)两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示。
A处电荷带电荷量为+Q1,B处电荷带电荷量为-Q2,且Q2=4Q1,另取一个可以自由移动的点电荷Q3,放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则()。
A.Q3为负电荷,且放于A的左方B.Q3为负电荷,且放于B的右方C.Q3为正电荷,且放于A、B之间D.Q3为正电荷,且放于B的右方【解析】因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用,且已知Q1和Q2是异种电荷,对Q3的作用力一为引力,一为斥力,所以Q3要平衡就不能放在A、B之间。
根据库仑定律知,由于B处的电荷Q2电荷量较大,Q3应放在离Q2较远而离Q1较近的地方才有可能处于平衡,故应放在Q1的左侧。
要使Q1和Q2也处于平衡状态,Q3必须带负电,故A项正确。
【答案】A【变式训练2】(2018山西太原高三模拟)(多选)如图甲所示,带电小球A、B的电荷量分别为Q A、Q B,A、B均用长为L的丝线悬挂在O点。
静止时A、B相距为d。
为使平衡时A、B ,可采用的方法是()。
间距离减为q2甲A.将小球A、B的质量都增大到原来的2倍B .将小球B 的质量增大到原来的8倍C .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量增大到原来的2倍 【解析】如图乙所示,B 受重力、丝线的拉力及库仑力作用,将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等、方向相反,由几何关系可知qq q =qq,而库仑力F=qq q q qq 2,即qqq=qq q q qq 2q=qq q q q q 3,mgd 3=kQ A Q BL ,d=√kQ A Q B L mg 3,要使d 变为d 2,可以将小球B 的质量增大到原来的8倍而保证上式成立,故B 项正确;或将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量增大到原来的2倍,也可保证等式成立,故D 项正确。
乙【答案】BD 题型二 电场强度的求解方法电场强度的三个计算公式【例2】(多选)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。
如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图,四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连,相当于四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电荷。
在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd ,A 、C 是a 、c 连线上的两点,B 、D 是b 、d 连线上的两点,A 、C 、B 、D 到正方形中心O 的距离相等。
则下列判断正确的是( )。
A.D点的电场强度为零B.A、B、C、D四点电场强度相等C.A点电势比B点电势高D.O点的电场强度为零【解析】根据电场的叠加原理,a、c两个电极带等量正电荷,其中点O的合电场强度为零,b、d两个电极带等量负电荷,其中点O的合电场强度为零,则O点的合电场强度为零,D 项正确;同理,D点的电场强度水平向右,A项错误;A、B、C、D四点的电场强度大小相等、方向不同,B项错误;由电场特点知,电场方向由A指向O,由O指向B,故φA>φO,φO>φB,则φA>φB,C项正确。
【答案】CD【变式训练3】(2018安徽合肥五校联考)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R,已知M点的电场强度大小为E,则N点的电场强度大小为()。
A.qq4q2B.qq2q2-EC .qq 4q 2-E D .qq2q2+E 【解析】把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半个带负电荷球面叠加在一起;整个带正电荷的球面在N 点的电场强度E 1=k2q(2q )2=k q2q 2,半个带负电荷球面在N 点的电场强度E 2=E ,N 点的电场强度E N =E 1-E 2=k q2q 2-E ,则B 项正确。
【答案】B【变式训练4】(2018湖南衡阳五校联考)若在一半径为r ,单位长度带电荷量为q (q>0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口(长度为Δl ,且Δl ≪r ),如图所示,则圆心处的电场强度大小为( )。