專題電場力的性質(zhì)(解析版)

1、2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)必?zé)峥键c整合回扣練專題（31）電場力的性質(zhì)（解析版）考點一庫侖定律的理解和應(yīng)用庫侖定律適用于真空中靜止點電荷間的相互作用.對于兩個均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點電荷，r為球心間的距離.對于兩個帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示.（2）異種電荷：F.不能根據(jù)公式錯誤地認為0時，庫侖力F一8,因為當0時，兩個帶電體已不能看做點電荷了.1、如圖所示，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm,小球c 所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線.設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為奴則（）a、b的

2、電荷同號，k=號a、b的電荷異號，k=號64C. a、b的電荷同號，k=27 匕/64D. a、b的電荷異號，k=27 匕/【答案】D【解析】由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線，根據(jù)受力分析知，a、b的電荷異號.根據(jù)庫侖定律，a對c的庫侖力為f =k0-qq一； a 0 ac 2b對c的庫侖力為Fb=k0 qq 2設(shè)合力向左，如圖所示，根據(jù)相似三角形，得土=- c cdac 3 64聯(lián)立式得k=M=nr=27，2、(2020.天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學(xué)高三其他)直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點 坐標如圖.M、N兩點各固定一負點電荷，一電量為Q的正點電荷置于0

3、點時，G點處的電場強度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為(A.C.3kQ丁蘭，沿j軸正向4a 25kQ產(chǎn)，沿j軸正向4a 2B.迫4a 2D.叢4a 27M 0W-a)【答案】B 【解析】因正電荷Q在0點時，G點的場強為零，則可知兩負電荷在G點形成的電場的合場強與正電荷Q 在G點產(chǎn)生的場強等大反向，大小為若將正電荷移到G點，則正電荷在H點的場強為Q _kQE =k s、1(2a )24a 2因兩負電荷在G點的場強與在H點的場強等大反向，則H點的合場強為E=E 合E1 =3kQ 4a 2方向沿j軸負向故選B?！咎岱止P記】完全相同的帶電體接觸后電荷

4、的分配原則若兩帶電體帶同種電荷幻、q2,則接觸后電荷量平均分配，即奸=02=么尹.若兩帶電體帶異種電荷幻、q2,則接觸后電荷量先中和后平分，即幻虹抖，電性與帶電荷量大的帶電體相同.3、(2020.江西省高考模擬)如圖所示，三角形abc的三個頂點各自固定一個點電荷，A處點電荷受力如圖 所示，則B處點電荷受力可能是f 1A. F1B. F2C. F3D. F4【答案】B【解析】根據(jù)庫侖定律，結(jié)合平行四邊形定則及幾何關(guān)系可以知道C處電荷對A處電荷的電場力為引力，B處電荷對A處電荷的電場力為斥力，在根據(jù)平行四邊形定則分析B處點電荷受力；A處點電荷所受靜電力大小為F,根據(jù)庫侖定律，結(jié)合平行四邊形定則及幾

5、何關(guān)系可以知道，C處電荷對A 處電荷的電場力為引力，B處電荷對A處電荷的電場力為斥力，C處電荷與A處電荷為異種電荷，A處電 荷與B處電荷為同種電荷，所以可得C處電荷對B處電荷的電場力為引力，A處電荷對B處電荷的電場力 為斥力，根據(jù)平行四邊形定則可得則B處點電荷受力可能F2，故B正確，A、C、D錯誤；故選B.4、兩個可視為質(zhì)點的相同金屬小球，電荷量絕對值之比為1：5,它們相距r時，彼此間存在相互吸引的庫 侖力，其大小為F;若將兩球充分接觸后，再讓它們相距2,，則它們之間()庫侖力大小為相互吸引B.庫侖力大小為F，相互排斥9F4F , 庫侖力大小為和，相互吸引D.庫侖力大小為45，相互排斥【答案】

6、B【解析】原來兩金屬小球間相互吸引，故兩金屬小球帶異種電荷，設(shè)為一。和5Q，相距為r時，根據(jù)庫侖定律得F=kQQ=5kQ2，兩金屬小球接觸后，帶電量均變?yōu)?Q，帶同種電荷，兩金屬小球相互排斥，則 r2r2此時有F，=kQ2=F，故選B. 2r 2r2 5考點二庫侖力作用下的平衡問題靜電場中帶電體平衡問題的解題思路確定研究對象.如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意，適當選取“整體法”或“隔離法”，確定研究對 象.受力分析.注意多了一個庫侖力尸=籍2./ 2三個自由點電荷的平衡問題條件：兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為零，或每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方 向相反.規(guī)律“三點共線”三

7、個點電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”正負電荷相互間隔；“兩大夾小”一一中間電荷的電荷量最??；“近小遠大”中間電荷靠近電荷量較小的電荷.5、A、B兩個大小相同的金屬小球,A帶有6Q正電荷,B帶有3Q負電荷，當它們在遠大于自身直徑處固定時, 其間靜電力大小為F。另有一大小與A、B相同的不帶電小球C,若讓C先與A接觸，再與B接觸，拿走C球 后,A、B間靜電力的大小變?yōu)?)A.6FB.3FC.FD.零【答案】D【解析】C與A、B接觸后,A、B帶電量分別為3Q、0,故此時A、B間靜電力為零,D對。6、(多選)如圖所示，把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10 m的絕緣細線懸掛于0人和OB兩點.用絲

8、綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點OB移到OA點固定.兩球接觸后分開，平衡時距離為0.12 m.已測得每個小球質(zhì)量是8.0 x10-4 kg，帶電小球可視為點電荷，重力加速度取g=10 m/s2,靜電力常量k = 9.0 x109 Nm2/C2，則()TVA9 OftA.兩球所帶電荷量相等B. A球所受的靜電力為1.0 x10-2 NC. B球所帶的電荷量為4/6x10-8 CD. A、B兩球連線中點處的電場強度為0【答案】ACD【解析】因A、B兩球相同，故接觸后兩球所帶的電荷量相等，故A項正確；由題意知，平衡時A、B兩球離懸點的高度為J0.102 0.062 m=0.08 m，設(shè)細線

9、與豎直方向夾角為仇則tan，由tan 6 0.08 4FQ2 ，一 =mg，知A球所受的靜電力F=mgtan 6=6.0 x10-3 N，故B項錯誤；由庫侖定律F=k%，得B球所帶的電 荷量Q = y=0.12x 頊6X093 C=6x10-8 C,故C項正確；A、B兩球帶同種電荷，則A、B兩球 連線中點處的電場強度為0,故D項正確.【提分筆記】共點力作用下平衡問題的分析方法|斑u皿史*金I一而以根據(jù)問題需要.卜可”田體舞*或SETPr?t.-flT3!c 隔離秩”受力分析卜多了個旭場力（貝譬或卜=狎）削亞街合=。二力平衡一眥用平行pq邊形定則J劌亍萬掉L多力平衡-般用正交分嶇）7、如圖所示，

10、在一絕緣斜面C上有一帶正電的小物體A處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將一帶正電的小球B沿以A為 圓心的圓弧緩慢地從P點移至A正上方的Q點處，已知P、A在同一水平線上，且在此過程中物體A和C 始終保持靜止不動，A、B可視為質(zhì)點.關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）A.地面對斜面C的摩擦力先增大后減小B.地面對斜面C的摩擦力逐漸減小C.物體A受到斜面的支持力一直減小D.物體A受到斜面的支持力一直增大【答案】B【解析】如圖所示，以A和C整體為研究對象，設(shè)B對A的庫侖力大小為F，與豎直方向的夾角為。根據(jù) 平衡條件得f=Fsin仇由于F不變，6減小，則知地面對斜面C的摩擦力逐漸減小，故A錯誤，B正確； 以A為研究對象，分析

11、可知，B對A的庫侖力垂直于斜面方向的分力先逐漸增大后逐漸減小，設(shè)該分力為F， 斜面傾角為a，根據(jù)平衡條件，斜面對A的支持力N=mgcos a+F，可知N先增大后減小，故C、D錯誤.8、如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上；a、b 帶正電，電荷量均為q，c帶負電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。已知靜電力常量為k。若三個小 球均處于靜止狀態(tài)，則勻強電場場強的大小為（）口VV3kqV3kq3kq2扼kqA.、B.、C. 1D.、312. 1電場線上每一點的切線方向與該點的場強方向一致. 電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷. 電場線在

12、電場中不相交、不閉合、不中斷. 在同一電場中，電場線越密集的地方場強越大，電場線越稀疏的地方場強越小. 沿電場線的方向電勢逐漸降低，勻強電場中電場線的方向是電勢降落最快的方向. 12. 12【答案】B【解析】設(shè)小球c所帶電荷量為Q,由庫侖定律可知小球a對小球c的庫侖引力為F=k襯，小球b對小球c 12的庫侖引力也為F=k1Q，二力合力為2Fcos 30。設(shè)水平勻強電場場強的大小為E，對c球，由平衡條件可V3kq得 QE=2Fcos30，解得 E=，則 B 正確，A、C、D 錯誤?？键c三電場強度和電場線的理解及應(yīng)用1.電場強度的性質(zhì)矢量性：規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場力的方向為該點場強的方向.

13、唯一性：電場中某一點的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q無關(guān)，它決定于形 成電場的電荷(場源電荷)及空間位置.疊加性：如果有幾個靜止點電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點的場強是各場源電荷單獨存在時在 該點所產(chǎn)生的場強的矢量和.三個計算公式公式適用條件說明定義 式F E= q任何電場某點的場強為確定值，大小及方向與q 無關(guān)決定 式E-kr2真空中點電 荷的電場E由場源電荷Q和場源電荷到某點的距 離r決定關(guān)系式U E= E d勻強電場d是沿電場方向的距離3.電場線的特點9、如圖所示,A為帶電量為Q的圓形金屬薄板（圖中A板為側(cè)視圖）,B為質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶負 電小球，用

14、絕緣絲線懸掛于O點。小球由于電場力而靜止在過金屬板中心且垂直于金屬板的直線上距板為r 的位置，懸線與豎直方向的夾角為0。關(guān)于小球所在位置處的場強，下列說法中正確的是（）A小球所在位置處場強大小為kQ,方向水平向右小球所在位置處場強大小為號,方向水平向左小球所在位置處場強大小為mgtan,方向水平向左小球所在位置處場強大小為mgtan,方向水平向右【答案】C【解析】小球受力如圖所示，由平衡條件得小球所受電場力F=mgtan0,所以小球所在處的電場強度:F mgtan0E=，小球帶負電荷，因此電場強度方向水平向左,C正確。A. P帶負電離子在運動過程中受到P的吸引力離子從a到b,電場力做正功10、

15、P、Q兩電荷的電場線分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的四點，c、d關(guān)于PQ連線的中垂線對稱. 個離子從a運動到b（不計重力），軌跡如圖所示，則下列判斷正確的是（）c、d兩點的電場強度相同【答案】C 【解析】由電場線的方向可知P帶正電，Q帶負電，選項A錯誤；c、d兩點的場強大小相同，但方向不同， 選項B錯誤；離子所受電場力的方向應(yīng)該指向曲線的凹側(cè)，故可以判斷出離子在運動過程中受到P電荷的吸引力，選項C正確；離子從。到，電場力做負功，選項D錯誤.【提分筆記】電場線、運動軌跡、電荷正負的判斷方法（1）“運動與力兩線法”畫出“速度線”（運動軌跡在初始位置的切線）與“力線”（在初始位置電場線的切線方

16、 向），從二者的夾角情況來分析曲線運動的情況.（2）“三不知時要假設(shè)”電荷的正負、場強的方向（或等勢面電勢的高低）、電荷運動的方向，是題意中相互 制約的三個方面，若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知（三不知），則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況.11、（多選）A、B兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線（方向未標出）如圖所示。圖中C點為兩點電荷連 線的中點,MN為兩點電荷連線的中垂線,D為中垂線上的一點，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱。則下列說法 中正確的是（ ）A.這兩點電荷一定是同種電荷B.這兩點電荷一定是異種電荷C.D、C兩點電場強度相等D.C點的電場強度比D點的電場強

17、度大【答案】BD 【解析】由于電場線關(guān)于中垂線對稱，兩點電荷一定是等量異種電荷,A錯,B對。中垂線上,C點場強最大，離C 點越遠，場強越小,C錯,D對?？键c四電場強度的疊加與計算1 .電場強度的疊加對循的法則：電場強度是矢矢七m筮，電場強度的乾加本質(zhì)是占了 矢信會加，所以應(yīng)用平行四邊形定則求解一w -已 2.計算電場強度常用的五種方法（1）電場疊加合成法；（2）平衡條件求解法；（3）對稱法；（4）補償法；（5）等效法.12、（多選）已知均勻帶電球體在其外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同， 而均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零。現(xiàn)有一半徑為R、電荷量為Q

18、的均勻帶電絕緣球體，M、N為一條直徑上距圓心O為：R的兩點，靜電力常量為k，則（A.M、N點的電場強度方向相同B.M、N點的電場強度方向相反C.M、N點的電場強度大小均kQD.M、N點的電場強度大小均為H【答案】BD【解析】根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零，知M點的場強等于以O(shè)為圓心半徑為R的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強，這個球體之外的球殼在M點產(chǎn)生的場強為零，這個球體所帶電荷量為kQ方向向左，根據(jù)對稱性知N點的電場強度大小也kQ為拓2，方向向右，故A、C錯誤，B、D正確。2R213、如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強電場中，在O點固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D 為以

19、O為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直.則（）A. A點的場強大小為E2+k2MB. B點的場強大小為EkQC. D點的場強大小不可能為0D. A、C兩點的場強相同【答案】A 【解析】+Q在A點的電場強度沿OA方向，大小為#，所以A點的合電場強度大小為*+kQ A 正確；同理，B點的電場強度大小為E+k B錯誤；如果E=kQQ，則D點的電場強度為0，C錯誤；A、 C兩點的電場強度大小相等，但方向不同，D錯誤.【提分筆記】1點電荷電場、勻強電場場強疊加一般應(yīng)用合成法即可.均勻帶電體與點電荷場強疊加一般應(yīng)用對稱法.計算均勻帶電體某點場強一般應(yīng)用補償法或

20、微元法.14、如圖所示，a、b兩點的連線垂直帶電圓環(huán)并經(jīng)過圓環(huán)的中心，兩點到圓環(huán)的距離均為d,+q在a、b 兩點連線上且到圓環(huán)的距離為2d,若圖中b點處的電場強度為零，則圖中a點處的電場強度大小是（）A.kq d2B應(yīng)B3d28kq-9d2【答案】C 【解析】可以把帶電圓環(huán)等效為點電荷，該電荷位于環(huán)心，因為b點處的電場強度為零，則圓環(huán)帶負電，Q k設(shè)電荷量為一Q，點電荷+q與圓環(huán)的場強在b處疊加為零，則kQ；=號二，Q=q，則a處的場強為EaC正確._,Q I ,q_ 10kq= kd2+kd2= 9d2， 15、如圖所示，在均勻帶正電的無窮大薄平板右側(cè)距離31處有一個帶電量為+q的小球，在小球到平板垂線 上距平板為21的P處，場強恰好為零。已知無窮大平板產(chǎn)生的電場的電場線自正電荷發(fā)出終止于無窮遠處， 靜電力常量為k，則P點關(guān)于薄平板對稱的M點的場強大