高考物理一轮复习 第六章 第1节 电场力的性质习题详解 新人教版

等效为第二象限内电荷在 O 点产生的电场，大小与 A 项的相等，
B 项正、负电荷在 O 点产生的电场强度大小相等，方向互相垂直，
合电场强度是其中一个的 2倍，也是 A、C 项电场强度的 2倍，
因此 B 项正确。
答案：B
3．解析：利用均匀带电圆板轴线上的电场强度公式，当 R 无限大时，
Q 点电场强度 E1＝2πkσ0，当 R＝r 时，Q 点电场强度 E2＝2πkσ0[1
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[针对训练]
1．解析：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，所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增
大，则它运动的 v -t 图像可能是图中的 B。
答案：B
2．解析：由于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，
－ x 1 ]，现从带电平板上中间挖去一半径为 r 的圆板，则 Q r2＋x2 2
点电场强度 E3＝E1－E2，选项 A 正确。
答案：A
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4．解析：四个点电荷各自在 P 点 的电场强度 EA、EB、EC、ED 如图所示，根据对称性可知， EA、EC 的合电场强度 E1 沿 OP 向外，EB、ED 的合电场强度 E2 沿 OP 指向 O，由对称性可知，E1、E2 大小相等，所以 P 点的电场强度为零。 答案：电场强度为零
选项 B 正确。
答案：B
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2．解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹
异”“两大夹小”的原则，所以选项 C 正确。 答案：C 3．解析：(1)令 B 球对斜面的支持力为 FN，带的电 荷量 Q，A、B 相距 r。
对 B 球受力分析如图所示。
FNcos θ＝mg，
①
得 FN＝0.20 N。
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[针对训练] 1．解析：点电荷 q 和感应电荷所形成的电场在 z>0 的区域可等
效成关于 O 点对称的等量异种电荷所形成的电场。所以 z 轴 上 z＝h2处的电场强度 E＝kh2q2＋k32qh2＝k490hq2，选项 D 正确。 答案：D
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2．解析：根据对称性和矢量叠加，D 项 O 点的电场强度为零，C 项
球接触后，A、C 两球带电荷量平分，每个球带电荷量为 q1 ＝＋q2，当再把 C 球与 B 球接触后，两球的电荷先中和再平
分，每球带电荷量 q2＝－q4。由库仑定律 F＝kqr1q2 2知，当移
开 C 球后，A、B 两球之间的相互作用力的大小变为 F′＝F8，
A 项正确。
答案：A
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2．解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然 两球心间的距离 l 只有半径的 3 倍，但由于壳层的厚度和 质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因 此，可以应用万有引力定律。对于 a、b 两带电球壳，由于 两球心间的距离 l 只有半径的 3 倍，表面的电荷分布并不 均匀，不能把两球壳看成相距 l 的点电荷，故 D 正确。 答案：D
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。
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答案：D
3．解析：沿 OA 方向的电场强度先减小后增大，粒子运动的加 速度 a 随时间 t 的变化为先减小后增大，粒子运动速度 v 随 时间 t 的变化图像斜率先减小后增大，图像 A 错误 B 正确。 根据电势图像斜率表示电场强度可知，运动径迹上电势 φ 随位移 x 的变化图线的斜率应该为先减小后增大，图像 C 错误。由动能定理，粒子的动能 Ek 随位移 x 的变化图线斜 率与电场强度成正比，粒子的动能 Ek 随位移 x 的变化图线 的斜率应该为先减小后增大，图像 D 错误。 答案：B
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要点二
典例：解析：根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为 F ＝kdq22，选项 A 正确；当细线上的拉力为 0 时，小球 A 受到库 仑力、斜面支持力、重力，由平衡条件得kdq22＝mgtan θ，解得
qd＝
mgtan k
θ，选项
B
错误，C
正确；由受力分析可知，斜
面对小球的支持力不可能为 0，选项 D 错误。
答案：AC
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[针对训练] 1．解析：以小球 c 为研究对象，其受力如图甲所示，其中 F 库
＝kql2qc，由平衡条件得： 2F 库 cos 30°＝Eqc。
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即：
3kl2qqc＝Eqc，E＝
3kq l2
此时 a 的受力如图乙所示，
klq222＋ 3lk2 q22＝kqlq2c2 得 qc＝2q 即当 qc＝2q 时 a 可处于平衡状态，同理 b 亦恰好平衡，故
第 1 节 电场力的性质
宏观·循图忆知
e＝1.60×10－19 C
kqr1q2 2
真空
点电荷
F q
Q kr2
电场强度
微观·易错判断
(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
(6)√ (7)× (8)×
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要点一
1．解析：A、B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，设它
们带的电荷量分别为＋q、－q。当第三个不带电的 C 球与 A
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要点四 典例：解析：若两电荷是异种电荷，则 OM 的中点与 ON 的中 点电势一定不相等，选项 A 错误。若两电荷是异种电荷，根据 两异种电荷电场特点可知，O 点的电场强度大小，与 MN 上各 点相比是最小的，而与 HG 上各点相比是最大的，选项 B 正确。 若两电荷是同种电荷，则 OM 中点与 ON 中点处的电场强度大 小一定相同，方向一定相反，选项 C 错误。若两电荷是同种电 荷，则 O 点的电场强度为零，与 MN 上各点相比是最小的，与 HG 上各点相比也是最小的，选项 D 错误。 答案：B
据牛顿第三定律得 B 球对斜面的压力 FN′＝0.20 N。
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(2)两小球之间的库仑力
F＝kQr22，F＝mgtan θ，
②
又 L＝rtan θ，
③
代入数据联立解得：Q＝L
mg ktan
θ＝
33×10－6C≈5.8×10－7
C。
答案：(1)0.2 N (2)5.8×10－7 C
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要点三 典例：解析：由于在 a 点放置一点电荷 q 后，b 点电场强度为零， 说明点电荷 q 在 b 点产生的电场强度与圆盘上 Q 在 b 点产生的电 场强度大小相等，即 EQ＝Eq＝kRq2，根据对称性可知 Q 在 d 点产 生的电场强度大小 EQ′＝kRq2，则 Ed＝EQ′＋Eq′＝kRq2＋k3qR2 ＝k190Rq2，故选项 B 正确。 答案：B