高三物理一轮精品测试题：6.1电场力的性质的描述(选修3-1)
人教版高中物理选修3-1电场的性质参考答案
（精心整理，诚意制作）电 场1.解析:点电荷是指只有电量，没有体积、大小的理想带电体.在实际处理问题时，如果带电体的大小远小于它们间的距离，可将带电体看成点电荷，并不是只有体积小、带电少的带电体才可以看成点电荷，故选项D 对，A 、B 错.对于选项C 项而言，如果r →0时，该带电体不能看成点电荷，故也不能用库仑定律的公式计算，故C 选项不正确.答案：D2.解析：仍是对点电荷没有正确的理解.因两球间的距离为2R ，两球的体积不能忽略，故两球不能看成点电荷，故不能应用库仑定律求解.两球带同种电荷，相互排斥，故两球上同种电荷相距大于2R ，所以选项B 正确.答案：B3.解析：忽略电场强度的矢量性，认为只有大小，而没有方向，或者认为电场强度与试探电荷有关的说法都是错误的. 其实电场强度是描述电场性质的物理量，与是否有试探电荷无关. 答案：C4.解析：电场线不是电荷的运动轨迹，如果电场线是曲线，则只在电场力的作用下，电荷的运动轨迹不可能与电场线重合，A 、B 错；即使电场线是直线，电荷的运动轨迹还受电荷的初速度方向影响.电场线上某点的切线方向为正电荷在该点的受力方向，D 错.答案：C例1解析：由于a 、b 点电荷同为负电性，可知电荷c 应放在a\,b 之间的连线上，而c 受到a\,b 对它的库仑力合力为零，即可确定它的位置.又因a\,b 电荷也都处于静止状态，即a\,b 各自所受库仑力的合力均要为零，则可推知c 的带电性并求出它的电荷量.依题意作图如图所示，并设电荷c 和a 相距为x,则b 与c 相距为（l-x ），c 的电荷量为qc ，对电荷c ，其所受的库仑力的合力为零，即F ac =F bc .根据库仑定律有：c c 22q Q q 4Q kk .x l x =-（）解得：x 1=13l,x 2=-l.由于a\,b 均为负电荷，只有当电荷c 处于a\,b 之间时，其所受库仑力才可能方向相反、合力为零，因此只有x=13l.三个电荷都处于静止状态，即a\,b 电荷所受静电力的合力均应为零，对a 来说,b 对它的作用力是向左的斥力，所以c 对a 的作用力应是向右的引力，这样，可以判定电荷c 的电性必定为正.c ba ca 2q Q 4QQ 4F F ,k k qc Q.l /3l 9===2又由得：，即（）例2解析：设原缺口环所带电荷的线密度为σ，Q.2r d σπ=-则补上的金属小段的电荷量Q ′=σd,它在O 处的场强为9921222Q Qd 3.13100.02E k k 910N /C 910N /C.r (2r d)r 2 3.1410.021π--'⨯⨯===⨯⨯=⨯-⨯⨯-⨯（）设待求的场强为E 2，由E 1+E 2=0可得E 2=-E 1=-9×10-2 N/C.负号表示E 2与E 1方向相反，即E 2的方向向左，指向缺口.例3解析：对第（1）问，先把两个小球看作一个整体.这个整体受到的外力为：①竖直向下的重力2mg ，②水平向左的电场力qE （+q 受力），③水平向右的电场力qE （-q 受力），则由平衡条件ΣF x =0和ΣF y =0可推知上段绳子的拉力一定与重力（2mg ）等大反向，即上段绳竖直.隔离分析下球的受力（如图所示）：①向下的重力mg ，②水平向右的电场力qE ，③绳子的拉力T 2，④上球对下球的吸引力F 引.要使ΣF x =0，绳2必须倾斜，故选A.对第（2）问，对整体用ΣF y =0得：T 1=2mg ，对下球用平衡条件推论得：T 2+F 引=22qE mg +（）（）， T 2＜22qE mg +（）（）.故选D.答案：（1）A （2）D随 堂 训 练1.答案：C2.解析：A 选项中当r →0时已不能将Q 1、Q 2视为点电荷了，当然也就不能用公式F=kQ 1Q 2/r 2来计算Q 1、Q 2间相互作用力的大小了.电场中某确定点的电场强度是客观存在的，是由电场源电荷产生的，因此，其大小、方向一定，与该点所放检验电荷的正负及电荷量的多少无关，B 选项错误.电场中某确定点电场强度的方向只能有一个，我们规定场强方向是正电荷在该点所受电场力的方向，跟负电荷所受电场力的方向相反，C 选项错误.电场线是人们为了形象描述电场而假想出来的线，D 选项错误.答案：ABCD3.解析：在中垂线上，从O 点向上（或向下），电场强度是先增大后减小.答案：C4.解析：沿电场线方向电势逐渐降低，M 点电势一定高于N 点电势,A 对.因电场线越密的区域场强越大，由图可知N 点场强大于M 点场强，B 错.由ε=q ϕ可知，正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能，C 对.电子从M 点移到N 点的过程中，受到的电场力与移动方向相反，电场力做负功,D 错.答案：AC5.解析：刚断开时对盒而言少了一个向上的拉力F ，故其对地面的压力将增加F ，即为FN+F.B 向上运动的过程中,B 对A 向下的库仑力逐渐增大,使绳对A 的拉力增大,从而使绳对盒向下的拉力逐渐增大,故木盒对地的压力增大.答案：BD 课时作业三十一电场力的性质的描述1.解析:将圆环分成无数个正点电荷，再用点电荷场强公式和场强叠加原理求出v 0方向所在直线上的场强分布即可.由场强叠加原理易知，把带电圆环视作由无数个点电荷组成，则圆环中心处的场强为0，v 0所在直线的无穷远处场强也为0，故沿v 0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大.从O 点沿v 0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右.再由对称性知，沿v 0方向9.解析:如拉力F 作用于B 上水平向右，使系统做匀加速运动，对A 有22kQ ma l =，对系统F=2ma,则2222kQ 2kQ F 2m ml l ==.答案:222kQ l 10.解析:粒子受力如图所示，设电场力qE 与垂直于速度方向之间的夹角为α，由粒子做直线运动，沿垂直于速度方向 合外力为零得qEcos α=mgcos 45°4mgcos 5E qcos α︒=当α=0时，E 有最小值，E min =2mg 2q 方向为垂直于速度方向斜向上.11.解析:A 球受三个力作用mg 、T 、F 电，三力平衡.当AB 距离为x 时，mg lF x=电①当AB 距离为m g l 2F 2x x'='电时，② 2222q k F m 1x ,m 8m.q m 2F 82k x 2÷==='=''⎛⎫ ⎪⎝⎭电电①②，得故答案：8倍答案:E min=2mg2q ，方向垂直于速度方向斜向上.12.解析：（1）小球B 沿杆方向运动，在 N 点由牛顿第二定律得2Qq mg k L --qEsin θ=ma 解得a=2kQq g L m - -qEsin θm 代入数据解得a=3.2 m/s 2. （2）小球B 速度最大时合力为零，21kQqqEsin mg h θ+=即解得1kQqh mg qEsin θ=-代入数据解得h 1=0.9 m答案：（1）3.2 m/s 2(2)0.9 m。
2012版物理一轮精品复习学案：6.1 电场力的性质的描述(选修3-1)
第1节电场力的性质的描述【高考目标导航】【考纲知识梳理】一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。
4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的．注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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．公式：F=kQ1Q2／r2k＝9．0×109N·m2／C23．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电场1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱2．表达式：E＝F/q 单位是：N/C或V/m；E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一个定值．5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关，五、电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．4．匀强电场的电场线平行且距离相等．5．没有画出电场线的地方不一定没有电场．6．顺着电场线方向，电势越来越低．7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．8．电场线永不相交也不闭合，9．电场线不是电荷运动的轨迹．【要点名师透析】一、对库仑定律的进一步理解1.适用条件只适用于真空中的两个静止点电荷之间的相互作用力或者静止点电荷对运动点电荷的作用力的计算，r→0时，公式不适用，因为这时两电荷已不能再看做点电荷了.2.三个点电荷的平衡问题如图所示在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷Q A、Q B、Q C，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异).(2)Q A＞Q B，Q C＞Q B(两大夹小).(3)若Q C＞Q A，则Q B靠近Q A(近小远大).概括成易记的口诀为：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大.”解决方法根据三点合力(场强)均为零，列方程求解：【例1】如图所示，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法( )A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的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的质量增加到原来的2倍【答案】选B、D.【详解】对B由共点力平衡可得而F=故答案为B、D.二、场强的公式、电场的叠加1.场强的公式2.电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和.(2)计算法则：平行四边形定则.【例2】(2011·吉安模拟)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.场强大小为方向沿OA方向B.场强大小为方向沿AO方向C.场强大小为方向沿OA方向D.场强大小为方向沿AO方向【答案】选C.【详解】根据对称性，先假定在A点放上+q的点电荷，则O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷在O点的场强方向沿OA向上，大小为故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B、C、D、E四个+q在O点产生的合场强的矢量和，即E O=E A+E′=所以答案为C.三、常见电场的电场线特点1.孤立点电荷的电场(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内).(2)离点电荷越近，电场线越密(场强越大)；(3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同.2.两种等量点电荷的电场线比较3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义，一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合.(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.【例3】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( )A.a一定带正电，b一定带负电B.a的速度将减小，b的速度将增加C.a的加速度将减小，b的加速度将增加D.两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】选C.【详解】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确.四、带电体的力、电综合问题1.解答思路2.运动反映受力情况(1)物体保持静止：F合=0(2)做直线运动①匀速直线运动，F合=0②变速直线运动：F合≠0，且F合一定沿直线方向.(3)做曲线运动：F合≠0，且F合总指向曲线凹的一侧.(4)加速运动：F合与v夹角α，0°≤α＜90°；减速运动：90°＜α≤180°.(5)匀变速运动：F合=恒量.【例4】(2010·新课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】选A.【详解】粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，由于惯性只能是A图，不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故不可能出现B、C、D图的情况.【感悟高考真题】1.（2011·江苏物理·T8）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。
2021年高考物理一轮复习 6.1电场力的性质的描述课时提升作业 沪科版选修3-1
2021年高考物理一轮复习 6.1电场力的性质的描述课时提升作业沪科版选修3-1一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。
多选题已在题号后标出)1.(xx·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小2.(xx·上海高考)A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。
当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为( )A.-B.C.-FD.F3.(xx·郑州模拟)一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图像如图所示。
则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是( )4.(xx·芜湖模拟)如图所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac 的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的电场力分别为F d、F c、F e,则下列说法中正确的是( )A.F d、F c、F e的方向都是水平向右B.F d、F c的方向水平向右,F e的方向竖直向上C.F d 、F e 的方向水平向右,F c =0D.F d 、F c 、F e 的大小都相等5.(多选)(xx ·南宁模拟)如图所示,可视为点电荷的小球A 、B 分别带负电和正电,B 球固定,其正下方的A 球静止在绝缘斜面上,则A 球受力个数可能为( ) A.可能受到2个力作用 B.可能受到3个力作用 C.可能受到4个力作用 D.可能受到5个力作用二、计算题(本题15分。
需写出规范的解题步骤)6.(xx ·济南模拟)如图所示,空间存在着强度E=2.5×102N/C,方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m 的绝缘细线,一端固定在O 点,另一端拴着质量m=0.5kg 、电荷量q=4×10-2C 的小球。
高考物理一轮课时演练：电场力的性质的描述(含答案)
课时提能演练（十八）电场力的性质的描述(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题只有一个选项正确)1.在真空中有一点电荷形成的电场中,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为( )A. B.C. D.【解析】选B。
根据点电荷场强公式E=可得:真空中同一点电荷产生的电场强度与场点位置r的平方成反比,则=,又E0=,所以E=,故答案为B。
2.(2013·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供。
(2)根据向心力的不同表达式分析电子做匀速圆周运动的加速度、周期、角速度、线速度与半径的关系。
【解析】选C。
根据题意,电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供,即k=ma=m=mω2r=m r,可判断电子运动的半径越大,加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大,故C正确。
3.如图所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角。
关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A.E a=B.E a=E bC.E a=E bD.E a=3E b【解析】选D。
由题图可知,r b=r a,再由E=可得==,故D正确。
4.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示,现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为( )A. B. C.3 D.【解析】选D。
新部编版高三物理选修3-1电场力的性质的描述专项练习(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc
新部编版高三物理选修3-1电场力的性质的描述专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法( )A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的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的质量增加到原来的2倍【答案】选B、D.【解析】对B由共点力平衡可得而F=故答案为B、D.2.【题文】(2011·吉安模拟)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.场强大小为方向沿OA方向B.场强大小为方向沿AO方向评卷人得分C.场强大小为方向沿OA方向D.场强大小为方向沿AO方向【答案】选C.【解析】根据对称性，先假定在A点放上+q的点电荷，则O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷在O 点的场强方向沿OA向上，大小为故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B、C、D、E四个+q.3.【题文】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( )A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增加C．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】选C.【解析】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确.4.【题文】(2010·新课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】选A.【解析】粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，由于惯性只能是A图，不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故不可能出现B、C、D图的情况.5.【题文】（2011·江苏物理·T8）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。
高考物理一轮总复习课件：6.1电场力的性质的描述(人教选修3-1)
【思考辨析】 (1)元电荷是自然界中带电量最小的电荷。( ) (2)两形状大小相同的带电量分别为q1、-q2的金属球，接触后 电量平均分配，即q1′=q2′ ( ) (3)根据公式 得，当r→0时，有F→∞。( ) (4)电场强度反映了电场力的性质，所以此电场中某点的场强 与试探电荷在该点所受的电场力成正比。( ) q1 q 2 (5)电场中某点的场强方向即为正电荷在该点所受的电场力的 。 方向。( ) 2 ( ) (6)带电粒子的运动轨迹可能与电场线重合。 q1q 2 Fk 2 (7)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 ( )
【解析】选C。根据对称性，先假定在A点放上+q的点电荷，则 O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷在O点的场强沿OA方 向，大小为 故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与 B、C、D、E四个+q在O点产生的合场强的矢量和，即EO= 故C正确。
kq 。 2 r
2kq ， 2 r
【互动探究】(1)若在圆周上等间距地分布n(n>1)个相同的点电荷，则圆心处 的合场强为多大？ (2)若该圆为带电量为+Q的均匀带电圆环，圆心处的场强为多大？ 【解析】(1)根据点电荷电场的对称性可知，n个相同的点电荷在圆心处的合 场强为0。 (2)根据微元法可以把均匀带电圆环视为由很多点电荷组成，再根据电荷分 布的对称性可知，圆心O处的电场强度为0。 答案：(1)0 (2)0
矢量和 平行四边形定则
知识点 3 电场线 Ⅰ 1.定义 为了形象地描述电场中各点的电场强度的强弱及方向，在电 场中画出的一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的 _________方向一致，曲线的疏密表示_________大小。
电场强度
电场强度
2.几种典型电场的电场线
高中物理选修3-1 第一章 第3节 电场强度-电场力性质的描述同步练习题
高中物理选修3-1第一章 第3节 电场强度电场力性质的定量描述——电场强度同步练习1. 关于电场强度的定义式qF E ，下列说法中正确的是（ ） A. E 和F 成正比，F 越大E 越大B. E 和q 成反比，q 越大E 越小C. E 的大小是由F 和q 的大小决定的D. E 的方向与+q 受力F 的方向相同2. 如图所示是点电荷Q 周围的一条水平向右的电场线，P 是这条电场线上的一点，则以下判断正确的是（ ）A. Q 是正电荷，P 点的场强方向水平向右B. Q 是正电荷，P 点的场强方向水平向左C. Q 是负电荷，P 点的场强方向水平向右D. Q 是负电荷，P 点的场强方向水平向左3. 一带正电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是减小的。
关于b 点电场强度E 的方向，下列图示中符合题意的是（虚线是曲线在b 点的切线）（ ）4. 一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。
取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，则下列关于电场强度E 、粒子动能E k 、粒子电势能E p 、粒子加速度a 与位移x 的关系图象可能是下列的（ ）5. 如图所示，A 、B 为两个固定的等量同号正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C ，现给电荷C 一个垂直于连线的初速度v 0，若不计C 所受的重力，则关于电荷C 以后的运动情况，下列说法正确的是（ ）A. 加速度始终增大B. 加速度先减小后增大C. 速度先增大后减小D. 速度始终增大6. 如图所示，在竖直平面内，AB CD ⊥且A 、B 、C 、D 位于同一半径为r 的圆上，在C 点有一固定点电荷，电荷量为－Q 。
现从A 点将一质量为m释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB 运动到D 为g 。
规定电场中B 点的电势为零，则在－Q 形成的电场中（ ）A. DB. A 点的电势高于D 点的电势C. D 点的电场强度大小是AD. 点电荷q -在D 点具有的电势能为7mgr7. 如图所示，N （N>5）个小球均匀分布在半径为R 的圆周上，圆周上P 点的一个小球所带电荷量为q 2-，其余小球所带电荷量为+q ，圆心处的电场强度大小为E 。
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。
2013版物理一轮精品复习学案：6.1 电场力的性质的描述(选修3-1)
第六章静电场【高考新动向】1.物质的电结构、电荷守恒Ⅰ三年2考2.静电现象的解释Ⅰ三年1考3.点电荷Ⅰ三年4考4.库仑定律Ⅱ三年6考5.静电场Ⅰ三年5考6.电场强度、点电荷的场强Ⅱ三年12考7.电场线Ⅰ三年8考8.电势能、电势Ⅰ三年7考9.电势差Ⅱ三年8考10.匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ三年7考11.带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ三年11考12.示波管Ⅰ三年3考13.常见电容器Ⅰ三年1考14.电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ三年5考【备考指导】1.理解点电荷、元电荷、电场强度、电势、电势能、电场线、等势面、电容等概念.2.掌握库仑定律并能应用该定律处理静电平衡和静电加速等问题.3.掌握点电荷，等量同种点电荷、等量异种点电荷，匀强电场等电场的电场线和等势面分布特点.4.掌握平行板电容器及其动态变化问题的两种模型——始终与电源相连接和充电以后与电源断开的特点和处理方法.5.电场和力学中的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等知识结合起来的力、电综合题，并综合应用力学和电场知识处理带电粒子在电场中的运动问题.第1讲电场力的性质的描述【考纲全景透析】一、电荷守恒定律1．物质的电结构：构成物质的原子本身包括：__________的质子和__________的中子构成__________，核外有带________的电子，整个原子对外____________表现为__________．【答案】带正电不带电原子核负电较远位置电中性2．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝________________.其他带电体的电荷量皆为元电荷的__________．【答案】1.60×10－19 C 整数倍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________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分；在转移过程中，电荷的总量____________．(2)起电方式：____________、____________、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是____________．【答案】(1)转移转移保持不变(2)摩擦起电接触起电(3)得失电子二、库仑定律1．点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的______和________对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．【答案】大小形状2．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____________，与它们的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________上．(2)公式：F＝________________，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.(3)适用条件：①__________；②____________.【答案】(1)正比反比连线(2)k q1q2r2(3)①真空中②点电荷3．库仑定律的理解：库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．三、电场及电场强度1．静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种________，静电荷产生的电场叫静电场．(2)电荷间的相互作用是通过________实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有____________．【答案】(1)物质(2)电场力的作用2．电场强度(1)物理意义：表示电场的________和________．(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的____________的比值叫做该点的电场强度．(3)定义式：E＝F q .(4)单位：N/C 或V/m.(5)矢量性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从__________定则．【答案】(1)强弱 方向 (2)电荷量q (5)平行四边形 3．场强三个表达式的比较四、电场线1．电场线的定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的________及________，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的__________方向表示该点的电场强度方向，曲线的________表示电场强度的大小．【答案】强弱 方向 切线 疏密 2．几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场如图2甲所示：电场线由________出发，到________终止． (2)负点电荷的电场如图乙所示：电场线由________出发，到________终止． (3)匀强电场的电场线分布如图丙所示．特点：间隔相等的平行直线． (4)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．图2(5)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场两点电荷的连线及其中垂线上的电场分布及特点的比较如下：【答案】(1)正电荷 无穷远 (2)无穷远 负电荷 (5)零 变大 变小 等大 同向【热点难点全析】考点一 对电荷守恒定律、库仑定律的理解及应用1．处理两相同金属球(视为点电荷)接触后电量重分问题时，应注意两者带电的异同，重放后其库仑力可能有两个解． 2．在公式F ＝kq 1q 2r 2中当r ―→0时，库仑定律不再成立，两电荷不能视为点电荷，此时可用微元法、割补法等对带电体做等效处理．化非点电荷为点电荷，进而应用库仑定律解决问题．【例1】两个半径相同的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )．A.47B.37C.97D.167 【答案】CD【详解】设两小球的电荷量分别为q 和7q ，则原来相距r 时的相互作用力F ＝k q ×7q r 2＝k 7q 2r2.由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电荷量为7q ＋q2＝4q .放回原处后的相互作用力为：F 1＝k4q ×4qr2＝k16q2r2.故F 1F ＝167. (2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为7q －q2＝3q .放回原处后的相互作用力为：F2＝k 3q×3qr2＝k9q2r2.故F2F＝97.考点二对电场强度的理解及电场强度的叠加电场强度三个表达式的比较【例2】在电场强度为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q放在d点恰好平衡(如图所示，不计重力)．问：(1)匀强电场电场强度E的大小、方向如何？(2)检验电荷＋q放在点c时，受力F c的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q放在点b时，受力F b的大小、方向如何？【答案】(1)k Q r2 方向沿db 方向 (2)2k Qqr 2方向与ac 成45°角斜向下 (3)2kQqr 2方向沿db 方向 【详解】 (1)由题意可知：F 1＝kQq r 2①F 2＝qE②由F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r2，E ＝k Q r2，匀强电场方向沿db 方向． (2)检验电荷放在c 点：E c ＝E 12＋E 2＝2E ＝2k Q r2 所以F c ＝qE c ＝2kQqr 2. 方向与ac 方向成45°角斜向下(如右图所示)．(3)检验电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r 2所以F b ＝qE b ＝2k Qq r2，方向沿db 方向． 考点三 对电场线的理解及应用 1. 孤立点电荷的电场（1）正（负）点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内). （2）离点电荷越近，电场线越密（电场强度越大） 2．等量同(异)电荷的电场3.应用电场线进行以下判断：(1)电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线方向相同，负电荷的受力方向和电场线方向相反；(2)电场强度的大小(定性)——电场线的疏密可定性判断电场强度的大小；(3)电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐步降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向；(4)等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏．【例3】图中的实线表示电场线、虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点，则可以判定( )．A．M点的电势高于N点的电势B．粒子在M点的电势能小于N点的电势能C．粒子在M点的加速度大于在N点的加速度D．粒子在M点的速度小于在N点的速度【答案】AD【详解】由粒子的运动轨迹和电场线的方向，可判断出粒子带正电，由M至N过程中电场力做正功，电势能减少，动能增加，速度增加，故B错，D对．由电场线的方向和疏密程度可判断电势φM>φN, 电场强度E M<E N，加速度a M<a N，A对，C错，所以本题选A、D.【高考零距离】【2012年】1.（2012上海）11．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB :BC ＝1:2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷。
静电力的性质(核心考点精讲精练)(原卷版)—备战2025年高考物理一轮复习(新高考通用)
静电力的性质1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题等量异种电荷电场分布2024浙江卷、2024北京卷选择题等量同种电荷电场分布2024海南卷、河北卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对电场力性质的考查非常频繁，大多在选择题中出现，题目难度各省份大多不是太难，主要围绕着电场线展开考查有关电场力的性质。
【备考策略】1.和掌握库仑定律，并会用库仑定律处理有关带电体的平衡和加速问题。
2.理解和掌握电场强度的概念，并会求解有关电场强度的叠加问题。
3.理解和掌握电场线的特点，并会根据其特点处理有关问题。
【命题预测】重点关注特殊电场的电场线的分布特点。
一、点电荷 电荷守恒定律1．点电荷有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型。
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)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
二、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：(1)真空中；(2)点电荷。
三、电场强度 点电荷的电场1．定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力F 与它的电荷量q 的比值。
2．定义式：E ＝Fq。
单位为N/C 或V/m 。
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 ＝kQr 2。
4．方向：规定正电荷在电场中某点所受静电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，遵从平行四边形定则。
四、电场线1．定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，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，曲线的疏密表示电场强度的大小。
人教版高中物理选修3-1电场答案.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）电场答案一、电场力的性质例1【解析】A 、B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，因而它们的带电量分别为±q ．当第三个不带电的C 球与A 球接触后，A 、C 两球带电量平分，假设每球带电量为2q q +='．当再把C 球与B 球接触后，两球的电荷先中和，再平分，每球带电量4q q -=''．由库仑定律221r Q Q k F =知，当移开C 球后由于r 不变．所以A 、B 两球之间的相互作用力的大小是8F F ='． 例2【解析】⑴因每个电荷都处于平衡状态，则对q 1而言，q 3对q 1的作用力应与q 2对q 1的作用大小相等，方向相反，所以q 3与q 2电性必相反，即q 3应为负电荷；同理，就q 3受力平衡而言，也必有q 1与q 2电性相反，即q 1也为负电荷。
⑵由q 1受力平衡得：22113212)(L L q kq Lq kq += ① 由q 3受力平衡得：221312232)(L L q kq L q kq +=② 联立①②得：.)(:1:))(::212122221321L L L L L L q q q ++= 例3【解析】等量异种电荷电场分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到0电场线由疏到密；从O 到B 电场线由密到疏，所以从A →0→B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图(b)所示，由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所子受电场力大小相等方向相反．电子受电场力与场方向水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小先变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其右，大小应先变大后变小，所以选项B 正确．例4【解析】中学物理只讲点电荷场强及匀强电场场强的计算方法，一个不规则带电体(如本题的缺口带电环)所产生的场强，没有现成公式可用，但可以这样想：将圆环的缺口补上，并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O 处叠加后场强为零．根据对称性可知，带电圆环在圆心O 处的总场强E=0．至于补上的带电小段，由题给条件可视作点电荷，它在圆心O 处的场强E 1是可求的．若题中待求场强为E 2，则由021==+E E E 便可求得E 2．设原缺口环所带电荷的线密度为σ，dr Q -=πσ2，则补上的金属小段带电量d Q σ='，它在O 处的场强为C N rd r Qd r Q kE /109)2('2221-⨯=-==π。
高中物理选修3-1：《电场力的性质》测试卷含解析
第一单元《电场力的性质》同步测试(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于电场强度的下列说法中不正确的是( )A ．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力B ．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零C ．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D ．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向2．在如图所示的四种电场中，分别标记有a 、b 两点．其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是()A ．甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B ．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C ．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点D ．丁图中非匀强电场中的a 、b 两点3.如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，B 恰能保持静止．其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷 (电荷量与质量之比)之比应是()A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 4.如图所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )A ．k q 9d 2＋k q d 2B ．k q d 2－k q 9d 2C ．0D ．k q d 25．真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N 分别固定于x 轴上x 1＝0和x 2＝3a 的两点上，在它们连线上各点场强随x 变化关系如图所示，以下判断正确的是( )A ．点电荷M 、N 一定为同种点电荷B ．点电荷M 、N 一定为异种点电荷C ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2∶1D ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为3∶1二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)6.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A 、B ，左边放一个带电荷量为＋Q 的固定球时，两悬线都保持竖直方向．下列说法中正确的是( )A ．A 球带正电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小B ．A 球带负电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且B球带电荷量较大D．A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较大7．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则()A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则()A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零8题图9题图10题图9．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则() A．M的带电量比N大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N大D．移动过程中匀强电场对M做负功10．如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP 方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且v<v0, 则() A．b电荷在M点受力一定向左上方B．b电荷在M点受力一定向右下方C ．a 电荷一定在虚线MP 上方D ．a 电荷一定在虚线MP 下方11．两个通电小球带电后相互排斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m 和M 表示，所带电荷量用q 和Q 表示．若已知α>β，则一定有关系( )A ．两球一定带同种电荷B ．m 一定小于MC ．q 一定大于QD ．m 受到的电场力一定等于M 所受电场力12.如图所示，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R ，圆环的最高点通过长为L 的绝缘细线悬挂质量为m 的可视为质点的金属小球，已知圆环带电均匀分布且带电荷量与小球相同，均为Q (未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k ，重力加速度为g .细线对小球的拉力为F (未知)，下列式子中正确的是( )A ．Q ＝mgR 3kL B ．Q ＝mgL 3kRC ．F ＝mgR LD ．F ＝mgL R式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(8分)如图，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L ＝2.0 m ．若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6 C 的两点电荷分别固定在A 、B点，已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求：(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．14.(10分)如图所示，绝缘的粗糙水平桌面高为h＝1.25 m，长为s＝2 m，桌面上方有一个水平向左的匀强电场．一个质量为m＝2×10－3kg，带电量为q＝＋2.5×10－8 C的小物体自桌面的左端A点以初速度v0＝6 m/s向右滑行，离开桌子边缘B后，落在水平地面上C点，C点与B点的水平距离x＝1 m，物体与桌面间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.(1)水平向左的匀强电场的电场强度E为多大；(2)为使小物体离开桌面边缘B后水平距离加倍，即x′＝2x，某同学认为可以在桌子边缘B的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E′，请你求出该电场的电场强度．15．(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示．请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？16.(10分)如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A 点，其带电荷量为Q ；质量为m ，带正电的乙球在水平面上的B 点由静止释放，其带电荷量为q ；A 、B 两点的距离为l 0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F ＝k qQ 4l 20(k 为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；(2)求乙球的速度最大时两球之间的距离；(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的变化情况)．参考答案与解析1．[导学号66870001] 【解析】选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，故A 说法正确．电场强度的大小跟有没有试探电荷无关，由电场本身决定，故B 说法错误．电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故C 、D 说法正确．故选B.2．[导学号66870002] 【解析】选C.甲图中与点电荷等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向不相反，选项A 错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a 、b 两点的场强大小相等、方向相同，选项B 错误；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向相反，选项C 正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强，选项D 错误．3．[导学号66870003] 【解析】选C.根据B 恰能保持静止可得：k q A q B L 21＝k q C q B L 22.A 做匀速圆周运动，k q A q B L 21－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动，k q C q B L 22－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m C ω2L 2，联立解得A 和C 的比荷之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．4．[导学号66870004] 【解析】选A.由于a 点场强为零，说明点电荷在a点的场强与圆盘在a 点的场强大小相等，E ＝kq d 2，根据对称性可知，圆盘在b 点产生的场强大小也是E ＝kq d 2，则b 点的场强为E ′＝E ＋kq （3d ）2＝kq d 2＋kq 9d 2，A 正确． 5．[导学号66870005] 【解析】选A.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出，x ＝2a 处的场强为零，在0～2a 范围内场强为正，2a ～3a 范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M 、N 为同种电荷，选项B 错误，选项A 正确；设点电荷M 的带电荷量为q 1，点电荷N 的带电荷量为q 2，x ＝2a 处的场强为E＝k q1（2a）2－kq2a2＝0，解得：q1∶q2＝4∶1，选项C、D错误．6．[导学号66870006]【解析】选BC.存在固定球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A球带负电而B球带正电，A、B作为整体得固定球对A、B的水平方向的库仑力大小相等方向相反．根据库仑定律得A离固定球近点，所以A球带电荷量较小，B 球带电荷量较大．故A、D错误，B、C正确．7．[导学号66870007]【解析】选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A、C、D正确，B错误．8．[导学号66870008]【解析】选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A错误；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B正确；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D正确．故选BCD.9．[导学号66870009]【解析】选BD.释放后，M、N保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE和相互之间的库仑力F作用，因此有qE＝F，两者方向相反，其合力为0，故选项C错误；由牛顿第三定律可知，M、N间相互作用的库仑力F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由题图中位置关系可知，小球M受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B正确；由题图图示可知，小球M移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M做负功，故选项D正确．10．[导学号66870010]【解析】选AD.b电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b电荷在M点受力一定向左上方，所以a电荷一定在虚线MP 下方，选项A、D正确．11．[导学号66870011]【解析】选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件，由题中图示可知两小球相互排斥，故A、D正确；偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关，故B正确．12．[导学号66870012]【解析】选BD.由于圆环不能看成点电荷，采用微元法求圆环对小球的库仑力，小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力．以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：线对小球的拉力为F 、重力G 、圆环各点对小球库仑力的合力F Q .则F sin θ＝mg ，sin θ＝R L ，解得：F ＝mgL R ，选项C 错误，D 正确；水平方向上：F cos θ＝k Q 2L 2cos θ，解得：Q ＝mgL 3kR ，选项A 错误，B 正确．13．[导学号66870013] 【解析】(1)根据库仑定律，A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F ＝k q 2L 2①代入数据得F ＝9.0×10－3 N ．②(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为E 1＝k q L 2③A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为E ＝2E 1cos 30°④由③④式并代入数据得E ＝7.8×103 N/C场强E 的方向沿y 轴正向．【答案】(1)9.0×10－3 N(2)7.8×103 N/C 方向沿y 轴正向14．[导学号66870014] 【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B 点后经过时间t 落地，则h ＝12gt 2得t ＝2hg ＝2×1.2510 s ＝0.5 s设小物体离开桌子边缘B 点时的速度为v B ，则v B ＝x t ＝10.5 m/s ＝2 m/s根据动能定理，有－qEs －μmgs ＝12m v 2B －12m v 20得E ＝3.2×105 N/C.(2)要使水平射程加倍，则2x ＝v B t ′h ＝12at ′2mg －qE ′＝ma代入数据得E ′＝6×105 N/C ，方向竖直向上．【答案】(1)3.2×105 N/C (2)6×105 N/C 方向竖直向上15．[导学号66870015] 【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示F T sin θ＝qE① F T cos θ＝mg②由①②得tan θ＝qE mg ， 故q ＝mg tan θE . (2)由第(1)问中的方程②知F T ＝mg cos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝g cos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x ＝b sin θ，又由x ＝12at 2，得t ＝2x a ＝2b cos θg sin θ＝ 2b g cot θ. 【答案】(1)mg tan θE (2) 2bg cot θ16．[导学号66870016] 【解析】(1)由牛顿第二定律得：k qQ l 20－F ＝ma解得：a ＝3kqQ 4ml 20. (2)当乙球所受的合力为零，即库仑力与恒力F 大小相等时，乙球的加速度为零，速度最大，设此时两球之间的距离为x ，则有k qQ x 2＝k qQ 4l 20，解得：x＝2l0.(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远点之间做往复运动．【答案】(1)3kqQ4ml20(2)2l0(3)见解析11。
高考物理一轮课时演练：电场力的性质的描述(含答案)
课时提能演练（十八）电场力的性质的描述(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题只有一个选项正确)1.在真空中有一点电荷形成的电场中,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为( )A. B.C. D.【解析】选B。
根据点电荷场强公式E=可得:真空中同一点电荷产生的电场强度与场点位置r的平方成反比,则=,又E0=,所以E=,故答案为B。
2.(2018·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供。
(2)根据向心力的不同表达式分析电子做匀速圆周运动的加速度、周期、角速度、线速度与半径的关系。
【解析】选C。
根据题意,电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供,即k=ma=m=mω2r=m r,可判断电子运动的半径越大,加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大,故C正确。
3.如图所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角。
关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A.E a=B.E a=E bC.E a =E bD.E a =3E b【解析】选D 。
由题图可知,r b =r a ,再由E=可得==,故D 正确。
4.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图所示,现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q,让小球D 带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为 ( )A.B.C.3D.【解析】选D 。
【把握高考】高三物理专题综合演练：6.1《电场力的性质的描述》精题精练(人教版选修3-1)
1.(2010·福建理综)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确．如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R 1和R 2的圆环，两圆环上的电荷量均为q (q >0)，而且电荷均匀分布．两圆环的圆心O 1和O 2相距为2a ，连线的中点为O ，轴线上的A 点在O 点右侧与O 点相距为r (r <a )．试分析判断下列关于A 点处电场强度大小E 的表达式(式中k 为静电力常量)正确的是()A ．E ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪kqR 1[R 12＋(a ＋r )2]－kqR 2[R 22＋(a －r )2]B ．E ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪kqR 1[R 12＋(a ＋r )2]32－kqR 2[R 22＋(a －r )2]32 C ．E ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪kq(a ＋r )[R 12＋(a ＋r )2]－kq (a －r )[R 22＋(a －r )2] D ．E ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪kq (a ＋r )[R 12＋(a ＋r )2]32－kq (a －r )[R 22＋(a －r )2]322.（2007·重庆理综）悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°，则q 2/q 1为( )3.两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为（ ）A.F=221)3(R q q kB.F ＞221)3(R q q kC.F ＜221)3(R q q kD.无法确定【答案】D4.电场中有一点P，下列说法中正确的是（）A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B.若P点没有试探电荷，则P点场强为零C.P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大D.P点的场强方向为试探电荷在该点受力方向5.如图所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是（）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，放在A点的加速度比放在B点的加速度大（不计重力）D.因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点都不会受电场力的作用6.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是（）A.速度变大，加速度变大B.速度变小，加速度变小C.速度变大，加速度变小D.速度变小，加速度变大7.两个形状完全相同的金属球A和B，分别带有电荷量q A=-7×10-8C,q B=3×10-8C，它们之间的吸引力为2×10-6 N.把它们在绝缘的条件下相互接触后又放回原处，则此时它们之间的静电力大小是多少？是斥力还是引力？（小球可看做点电荷）8.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力。
2012届高三物理一轮复习测试题：6.1电场力的性质的描述(选修3-1
答案：(1)3.2m/s2(2)0.9m
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应，则每根弹簧的原长为()
A．l＋B．l－
C．l－D．l－
解析： 三球均处于平衡状态，左右两球受力对称，对右边小球进行
受力分析．右边小球受三个力的作用，设弹簧伸长量为x，则它们的关系
是：k0x＝k＋k
解得x＝，则l0＝l－x＝l－.
答案：C
6．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
(
解析：(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，
沿杆方向运动，由牛顿第二定律得
mgsinθ－－qEcosθ＝ma
解得a＝gsinθ－－
代入数据解得a＝3.2m/s2.
(2)小球B速度最大时合力为零，即
＋qEcosθ＝mgsinθ
解得r1＝
答案：(1)k方向沿db方向
(2)k方向与ac成45°角斜向下
(3)2k方向沿db方向
13.如右图所示，有一水平向右的匀强电场，场强为E＝1.25×104
N/C，一根长L＝1.5m、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN
固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6
B．场强大小为，方向沿AO方向
C．场强大小为，方向沿OA方向
D．场强大小为，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处的场是5个＋q和一个－2q的点电
荷产生的场合成的，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在O处产生的场强．故选C.
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
人教版高中物理选修3-1电场能的性质的描述(答案)
电场能的性质的描述（参考答案）1.解析：由点电荷产生的电场的特点可知：M点电势高于N点电势，即U MN>0,由W=qU知：移动电荷由M到N，若为正电荷，电场力做正功；若移动的是负电荷，电场力做负功，电势能的判断可以用以下三种方法：方法一据E p=qϕ判断.若为正电荷，则E pM>E pN，从M到N电势能降低；若为负电荷，则E pM<E pN，从M到N，电势能升高.方法二利用电场力做功判断.若为正电荷，电场力做正功，电势能降低；若为负电荷，电场力做负功，电势能升高.方法三用推论判断.对正电荷，因ϕM>ϕN,故E pM>E pN；对负电荷，E pM<E pN.综上所述，答案：AD2.解析：方法一利用电场线方向来判断.由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，从b指向a.而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，场强方向应是由a 指向b,因此电场线的方向从a指向b.顺着电场线方向电势越来越低，a点电势比b点电势高.方法二利用电场力做功公式来判断.由于电势能增加，电场力一定做负功，即W ab为负值，而q是负电荷，即q 为负值.由W ab=q(ϕa-ϕb)得知ϕa-ϕb>0，故ϕa>ϕb.方法三利用电势能判断.正电荷q为正值，在电势越高的地方电势能越大，而对负电荷q为负值，在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在a点电势能较小，故a点电势高.3.解析：方法一在匀强电场中，沿任何方向电势都是均匀降落的，所以U ba=U cd,即ϕb-ϕa=ϕc-ϕd,故c点的电势ϕc=8 V,故B项正确.方法二利用等势面法.利用等分法在电场中找等势点，是解决此类问题的有效方法：U bd=ϕb-ϕd=20 V,连接bd并将bd五等分，如右图所示.则e点电势为20 V，h点电势为8 V,由于ae在同一等势面上，又ae∥ch,故过c的等势面过h点，故ϕc=8 V.。
2021年高考物理一轮复习 第六章 第1讲电场力的性质的描述课时提升作业 教科版选修3-1
2021年高考物理一轮复习第六章第1讲电场力的性质的描述课时提升作业教科版选修3-1一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
多选题已在题号后标出,选不全得4分)1.(xx·自贡模拟)由两块不平行的长导体板组成的电容器如图所示。
若使两板分别带有等量异种电荷,定性反映两板间电场线分布的图可能是( )2.(多选)(xx·浙江高考)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示，对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和3.(xx·武汉模拟)如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角。
关于a、b两点场强大小E a、E b的关系，以下结论正确的是( )A. B. C. D.4.(xx·锦州模拟)在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示，现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为( )A. B. C.3 D.5.(xx·眉山模拟)如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距L。
在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球+q(视为点电荷)，在P点平衡，PA与AB的夹角为α，不计小球的重力，则( )A.tan3α=B.tanα=C.O点场强为零D.Q1<Q26.(多选)如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为( )A.可能受到2个力作用B.可能受到3个力作用C.可能受到4个力作用D.可能受到5个力作用7.(xx·双鸭山模拟)如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。
高三物理电场力的性质的描述单元复习测试题
高三物理电场力的性质的描述单元复习测试题一、选择题1. 在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E=Fq，下列说法正确的是()A.若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B.若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4EC.若放置到该点的检验电荷变为-2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D.若放置到该点的检验电荷变为-2q，则场中该点的场强大小方向均不变【答案】选D.【详解】电场中某点的场强与检验电荷无关，故D对.2. 使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为()A.2∶1B.4∶1C.16∶1D.60∶1【答案】选D.【详解】两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量为+Q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项D正确.3.两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()A.47B.37C.97D.167【答案】CD【详解】设两小球的电荷量分别为q和7q，则原来相距r时的相互作用力F=kq•7qr2=k7q2r2由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同：相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电量为7q+q2=4q.放回原处后的相互作用力为：F1=k4q•4qr2=k16q2r2，故F1F=167(2)两球电性不同：相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量为7q-q2=3q.放回原处后的相互作用力为：F2=k3q•3qr2=k9q2r2，故F2F=97.4.如图21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，运动轨迹如图21中虚线所示.则()A.a一定带正电，b一定带负电B.a的速度将减小，b的速度将增加C.a的加速度将减小，b的加速度将增加D.两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】C【详解】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电.若电场线为负点电荷的电场线，则a为负电荷，b为正电荷，A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b 均做正功，动能增加，B、D错.但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小.b正好相反，选C.5.如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为( )A.可能受到2个力作用B.可能受到3个力作用C.可能受到4个力作用D.可能受到5个力作用【答案】选A、C.【详解】以A为研究对象，根据其受力平衡可得，如果没有摩擦，则A对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力作用而平衡;如果受摩擦力，则一定受弹力，所以A受4个力作用而平衡.故答案为A、C.6.把质量为m的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是( )A.点电荷的轨迹一定和电场线重合B.点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致C.点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D.点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动【答案】选C.【详解】带电粒子在电场中运动时，其运动轨迹与电场线重合的条件是：(1)电场线为直线;(2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.这三个条件必须同时满足粒子才能够沿电场线运动.故答案为C.7.两点电荷A、B带电量QA>QB，在真空中相距r，现将检验电荷q置于某一位置C时，所受的库仑力恰好为零，则( )A.A和B为异种电荷时，C在AB之间连线上靠近B一侧B.A和B为异种电荷时，C在AB连线的延长线上A外侧C.A和B为同种电荷时，C在AB之间连线上靠近B一侧D.A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【答案】选C.【详解】根据检验电荷q置于某一位置C时，所受的库仑力恰好为零可得，C点的合场强为零，并且此位置一定在AB直线上，由场强的叠加可得场强为零的点，若是同种电荷一定在A、B连线之间靠近电荷量小的B端，若是异种电荷一定在A、B连线的延长线上靠近电荷量小的B端(即B的外侧)，所以答案为C.8. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图甲所示.则此电场的电场线分布可能是图乙中的()【答案】选A.【详解】从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小;图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密.综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.9. 如图所示，在场强大小为E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是()A.小球重力与电场力的关系是mg=3EqB.小球重力与电场力的关系是Eq=3mgC.小球在B点时，细线拉力为FT=3mgD.小球在B点时，细线拉力为FT=2Eq【答案】选BC.【详解】根据对称性可知，小球处在AB中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，根据三角函数关系可得：qEsin30°=mgcos30°，化简可知选项A错误，B正确;小球到达B点时速度为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：FT=qEsin30°+mgcos30°，化简可知FT=3mg，选项C正确，D错误.10. 如图所示，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电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示.下列说法正确的是()A.B点的电场强度的大小为0.25 N/CB.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q是正电荷D.点电荷Q的位置坐标为0.3 m【答案】选D.【详解】由两试探电荷受力情况可知，点电荷Q为负电荷，且放置于A、B两点之间某位置，选项B、C均错;设Q与A点之间的距离为l，则点电荷在A点产生的场强为EA=kQ/l2=Fa/qa=N/C=4×105 N/C，同理，点电荷在B点产生的场强为EB=kQ/(0.5-l)2=Fb/qb=N/C=0.25×105 N/C.解得l=0.1 m，所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=0.2+0.1=0.3(m)，所以选项A错误，选项D正确.二、非选择题11. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的34圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为34mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;(3)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.【答案】见解析【详解】本题考查了电场与竖直平面内圆周运动的结合.解题的关键是要有等效场的思想，求轨道与物块之间作用力时要找准向心力的来源.(1)设滑块到达C点时的速度为v，由动能定理得qE(s+R)-μmgs-mgR=12mv2-0，而qE=3mg4，解得v=gR.(2)设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F，则F-qE=mv2R，解得F=74mg.(3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小(设为vn)，则有qE2+mg2=mv2nR，解得vn=5gR2.12. 如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定.细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×104 N/C.在细杆上套有一个带电量为q=-1.73×10-5 C、质量为m=3×10-2 kg的小球.现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点.已知AB间距离x1=0.4 m，g=10 m/s2.求：(1)小球在B点的速度vB;(2)小球进入电场后滑行的距离x2;(3)小球从A点滑至C点的时间是多少?【答案】(1)2 m/s(2)0.4 m(3)0.8 s【详解】(1)小球在AB段滑动过程中，由机械能守恒mgx1sinα=12mv2B可得vB=2 m/s.(2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度a2=mgsinα-qEcosαm=-5 m/s2小球进入电场后还能滑行到最远处C点，BC的距离为x2=-v2B2a2=0.4 m.(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为vAB=0+vB2vBC=vB+02小球从A到C的平均速度为vB2x1+x2=vt=vB2t可得t=0.8 s.。
新部编版高三物理选修3-1电场能的性质的描述专项练习(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc
新部编版高三物理选修3-1电场能的性质的描述专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】(2011·扬州模拟)研究表明，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场.现有两块无限大的均匀绝缘带电平面，一块带正电，一块带负电，把它们正交放置如图所示，单位面积所带电荷量的数值相等.图中直线A1B1和A2B2分别为带正电的平面和带负电的平面与纸面正交的交线，O为两交线的交点.则图中能正确反映等势面分布情况的是( )【答案】选A.【解析】求各区域合场强→画合场强电场线→画等势面，如图①②③所示.2.【题文】(2011·镇江模拟)匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°.电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2-) V、 (2+) V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )A．(2-) V、(2+) VB．0 V、4 VC．(2-) V、(2+) V评卷人得分【答案】选B.【解析】如图，根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均匀降低，分析ba方向的电势变化及电势差可得，Uba==V，所以b、a中点O的电势为=“2” V. ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，因为，故Oc为等势面，MN为电场线，方向为MN方向，UOP=“UOa=“V，又因为UOP=ERcos30°，UON =ER，所以UON∶UOP=2∶，故UON=“2” V，N点电势为零，为最低电势点，同理M点电势为4 V，为最高电势点.所以正确答案为B.3.【题文】(12分)一个不带电的金属板，表面有很薄的光滑绝缘层，与水平方向成θ角放置.金属板上B、C两点间的距离为L，在金属板上方的A点固定一个带电荷量为+Q的点电荷，金属板处在+Q的电场中.已知A、B、C三点在同一竖直平面内，且AB水平，AC竖直，如图所示.将一个带电荷量为+q(q Q，q对原电场无影响)可看做点电荷的小球，从B点无初速释放，如果小球质量为m，下滑过程中带电荷量不变，求：(1)小球在B点的加速度；(2)下滑到C点时的速度.【答案】(1)gsinθ (2)【解析】(1)由于金属板处在点电荷Q形成的电场中达到静电平衡时，金属板表面是一个等势面，金属板表面处的电场线与金属板表面垂直，带电小球在沿金属板下滑的过程中，所受电场力与金属板表面垂直.则小球所受的合外力为F=mgsinθ，所以小球沿金属板表面做初速度为零的匀加速直线运动，故小球在B点的加速度为a=gsinθ. (6分) (2)根据运动学公式v2-v02=2ax可得： (2分) C点的速度为vC=(4分)或者根据机械能守恒得：mgLsinθ=mvC24.【题文】（2011·四川理综·T21）质量为m的带正电小球由空中A点无初速自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点.不计空气阻力且小球从末落地，则（）A．整个过程中小球电势能变化了mg2t2B．整个过程中小球动量增量的大小为2mgt[C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2D．从A点到最低点小球重力势能变化了mg2t2【答案】选BD.【解析】运动过程如上图所示，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的.由运动学公式得.对加电场之后的运动过程应用动能定理得，对此前的过程有机械能守恒，以及运动学公式.由以上各式联立可得，即整个过程中小球电势能减少了，A错；动量增量为，可知B正确；从加电场开始到小球运动到最低点时，，C错；由运动学公式知，以及，则从A点到最低点小球重力势能变化量为，D正确.5.【题文】（2011·大纲版全国·T17）通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。
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6.1电场力的性质的描述（选修3-1）一、选择题1．如右图所示为点电荷a 、b 所形成的电场线分布，以下说法正确的是( )A ．a 、b 为异种电荷B ．a 、b 为同种电荷C ．A 点场强大于B 点场强D ．A 点电势低于B 点电势解析： 本题考查点电荷的电场线特点．电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a 应为正电荷b 为负电荷，故A 选项正确．电场线越密集，场强越大，故C 选项错误．沿电场线方向电势逐渐降低，故D 选项错误．答案： A2.(2011·揭阳模拟)一个负点电荷仅受电场力的作用，从某电场中的a 点由静止释放，它沿直线运动到b 点的过程中，动能E k 随位移x 变化的关系图象如右图所示，则能与图线相对应的电场线分布图是( )答案： B3．如右图所示，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kq r 2，方向沿OA 方向B ．场强大小为kq r 2，方向沿AO 方向C ．场强大小为2kqr 2，方向沿OA 方向D ．场强大小为2kqr，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 处的场是5个＋q 和一个－2q 的点电荷产生的场合成的，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 在O 处产生的场强．故选C.答案： C4.如右图，A 、B 两点各放一电荷量均为Q 的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a 、b 、c 是杆上的三点，且ab ＝bc ＝l ，b 、c 关于两电荷连线对称．质量为m 、带正电荷q 的小环套在细杆上，自a 点由静止释放，则( )A ．小环通过b 点时速度为glB ．小环通过c 点时速度为3glC ．小环从b 到c 速度可能先减小后增大D ．小环做匀加速直线运动解析： 中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直不做功，故小环做自由落体运动．答案： D5.如右图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q ＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l .已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( )A ．l ＋5kq22k 0l 2B ．l －kq 2k 0l2C ．l －5kq 24k 0l2D ．l －5kq 22k 0l2解析： 三球均处于平衡状态，左右两球受力对称，对右边小球进行受力分析．右边小球受三个力的作用，设弹簧伸长量为x ，则它们的关系是：k 0x ＝k q 2l 2＋kq 22l 2解得x ＝5kq 24k 0l 2，则l 0＝l －x ＝l －5kq24k 0l 2.答案： C6．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 ．电子在A 、B 两点受的电场力F A <F B B ．A 、B 两点的电场强度E A >E BC ．场强方向为由A 到BD ．电场线的方向一定是从A 到B解析： 逐项分析如下答案： A7.如右图所示，质量相等的带电小球用绝缘细绳悬挂，小球间也用绝缘细绳连接，在水平向右的匀强电场中静止，球间作用力不计，现将其中一根悬线剪断，平衡时下图中不可能出现的情况是( )解析： 本题考查物体的平衡，中档题．由没有剪断的平衡图可知，两球带相同的性质的电荷，把A 、B 看做一个整体，可知水平方向受电场力，竖直方向受重力，根据平衡的条件则最上面的绳子不可能处于竖直状态，A 正确．答案： A8.如右图所示，在光滑绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD ，AB 段为直线形挡板，BCD 段是半径为R 的圆弧形挡板， 挡板处于场强为E 的匀强电场中，电场方向与圆直径MN 平行．现有一带电荷量为q 、质量为m 的小球静止从挡板上的A 点释放，并且小球能沿挡板内侧运动到D 点抛出，则( )A ．小球运动到N 点时，挡板对小球的弹力可能为零B ．小球运动到N 点时，挡板对小球的弹力可能为EqC ．小球运动到M 点时，挡板对小球的弹力可能为零D ．小球运动到C 点时，挡板对小球的弹力一定大于mg解析： 小球沿光滑轨道内侧运动到D 点抛出，说明小球在N 、C 、M 点的速度均不为零，对N 点，F N －Eq ＝m v 2N R ，F N 必大于Eq ，A 、B 均错误；在C 点：F C ＝m v 2CR，无法比较F C 与mg 的大小，D 错．答案： C9.如右图所示，将两个摆长均为l 的单摆悬于O 点，摆球质量均为m ，带电荷量均为q (q >0)．将另一个带电荷量也为q (q >0)的小球从O 点正下方较远处缓慢移向O 点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc 的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于( )A ．23mgB ．2mg C.3kq2l 2D.33·kq 2l2 解析： 当夹角为120°时，对a 或b 进行受力分析，小球受拉力、重力和另外两个小球对它的斥力，两个库仑力大小相等合力方向与水平方向成30°，所以绳子拉力与库仑力的合力成120°，根据力的合成的知识可得绳子拉力大小等于重力为mg 或等于库仑力的合力为33·kq2l2，D 对． 答案： D10.如右图所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°.则q 2/q 1为( )A ．2B ．3C ．2 3D ．3 3解析： 由库仑定律得F ＝k q A q Br 2又r ＝l sin θ由以上各式可解得q B ＝Gl 2sin 2θtan θkq A ，因q A 不变，则q 2q 1＝sin 245°tan 45°sin 230°tan 30°＝2 3.答案： C 二、非选择题11．(2011·广州测试二)如下图所示，在绝缘的光滑水平面上有A 、B 两个点电荷，A 带正电，B 带负电，电荷量都是q ，它们之间的距离为d .为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场．求：两电荷都处于静止状态时，A 、B 连线的中点处场强大小和方向．(已知静电力常数为k )解析： 设点电荷在A 、B 连线中点处产生的场强为E 1，所加的匀强电场的场强为E 0，A 、B 连线中点处的合场强为E .根据点电荷场强的计算公式：A 点电荷在A 、B 连线中点处产生的场强为： E A ＝kq⎝ ⎛⎭⎪⎫12d 2＝4k q d2，方向由A 指向B .B 点电荷在A 、B 连线中点处产生的场强为 E B ＝kq⎝ ⎛⎭⎪⎫12d 2＝4k q d2，方向由A 指向B根据电场叠加原理：E 1＝E A ＋E B ＝8k q d，方向由A 指向B 根据电荷受力平衡和库仑定律有：E 0q ＝k q 2d 2，得E 0＝k qd2，方向由B 指向A根据电场叠加原理：E ＝E 1－E 0＝7k q d2，方向由A 指向B . 答案：7kqd2 方向由A →B12.在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q 放在d 点恰好平衡(如右图所示，不计重力)(1)匀强电场场强E 的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？ (3)试探电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？解析： (1)由题意可知：F 1＝k Qq r2①F 2＝qE ②由F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r2，匀强电场方向沿db 方向． (2)试探电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r所以F c ＝qE c ＝2kQq r 2. 方向与ac 方向成45°角斜向下(如右图所示)． (3)试探电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Qr2所以F b ＝qE b ＝2k Qq r2， 方向沿db 方向．答案： (1)k Q r2 方向沿db 方向 (2)2kQqr 2方向与ac 成45°角斜向下 (3)2k Qqr2 方向沿db 方向13.如右图所示，有一水平向右的匀强电场，场强为E ＝1.25×104N/C ，一根长L ＝1.5 m 、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN 固定在电场中，杆的下端M 固定一个带电小球A ，电荷量Q ＝＋4.5×10－6C ；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q ＝＋1.0×10－6 C ，质量m ＝1.0×10－2kg.现将小球B 从杆的上端N 静止释放，小球B 开始运动．(静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)小球B 开始运动时的加速度为多大？(2)小球B 的速度最大时，与M 端的距离r 为多大？解析： (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mg sin θ－kQqL2－qE cos θ＝ma解得a ＝g sin θ－kQq L 2m －qE cos θm代入数据解得a ＝3.2 m/s 2. (2)小球B 速度最大时合力为零，即kQqr 2＋qE cos θ＝mg sin θ 解得r 1＝kQqmg sin θ－qE cos θ代入数据解得r ＝0.9 m.答案： (1)3.2 m/s 2(2)0.9 m。