2025屆高考物理一輪復習課時作業(yè)30電場力的性質含解析魯科版

PAGEPAGE8課時作業(yè)30電場力的性質時間：45分鐘1.把一個帶正電荷QA的球體A固定在可以水平移動的絕緣支座上，再把一個帶正電荷QB的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點(使兩個球心在同一水平線上)，小球靜止時絲線與豎直方向的夾角如圖所示．現(xiàn)使球體A向右緩慢移動漸漸靠近小球B，關于絲線與豎直方向的夾角，下列說法正確的是(移動過程中，A、B電荷量不變)(A)A．漸漸增大B．漸漸減小C．保持不變D．無法推斷解析：本題考查探討點電荷之間的作用力試驗．使球體A向右緩慢移動漸漸靠近小球B，兩球間距離減小，依據(jù)庫侖定律，兩球之間的庫侖力增大，依據(jù)小球B受力平衡可知，絲線與豎直方向的夾角將漸漸增大，選項A正確．2．如圖所示，三角形ABC的三個頂點各自固定一個點電荷，A處點電荷受力如圖中F所示，則B處點電荷受力可能是(B)A．F1B．F2C．F3D．F4解析：本題考查庫侖定律和力的合成．依據(jù)A處點電荷受力如題圖中F所示，可知A、C處電荷帶異種電荷，A、B處電荷帶同種電荷，由此可推斷出B、C處電荷帶異種電荷．B處點電荷受到C處電荷的庫侖引力和A處電荷的庫侖斥力，二力的合力可能是F2，選項B正確．3.(2024·全國卷Ⅰ)如圖，空間存在一方向水平向右的勻強電場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下，兩細繩都恰好與天花板垂直，則(D)A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負電荷C．P帶正電荷，Q帶負電荷D．P帶負電荷，Q帶正電荷解析：對P、Q整體進行受力分析可知，在水平方向上整體所受電場力為零，所以P、Q必帶等量異種電荷，選項A、B錯誤；對P進行受力分析可知，勻強電場對它的電場力應水平向左，與Q對它的庫侖力平衡，所以P帶負電荷，Q帶正電荷，選項D正確，C錯誤．4．兩個分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們之間的庫侖力大小為F.兩小球相互接觸后分開并將其間距變?yōu)閑q\f(r,2)，則現(xiàn)在兩小球間庫侖力的大小為(C)A.eq\f(1,12)F B.eq\f(3,4)FC.eq\f(4,3)F D．12F解析：接觸前兩小球之間的庫侖力大小為F＝keq\f(Q·3Q,r2)，接觸后再分開，兩小球所帶的電荷先中和后均分，所以兩小球分開后各自帶電量為＋Q，兩小球的距離變?yōu)閑q\f(r,2)，兩小球間的庫侖力大小變?yōu)镕′＝keq\f(Q·Q,\f(r,2)2)＝eq\f(4,3)F，選項C正確．5．如圖所示，實線為等量異種點電荷四周的電場線，虛線為以一點電荷為中心的圓，M點是兩點電荷連線的中點，若將一正摸索點電荷從虛線上N點移動到M點，則電荷所受電場力(D)A．大小不變 B．方向不變C．漸漸減小 D．漸漸增大解析：由電場線的分布狀況可知，N點電場線比M點電場線疏，則N點電場強度比M點電場強度小，由電場力公式F＝qE可知正點電荷從虛線上N點移動到M點的過程中，電場力漸漸增大；電場力方向與所在點的電場線的切線方向一樣，始終在改變，故選項D正確．6．(多選)如圖所示，真空中a、b、c、d四點共線且等距．先在a點固定一帶正電的點電荷Q，測得b點場強大小為E.若再將另一點電荷q放在d點時，c點場強大小為eq\f(5,4)E.則d點放入電荷q后，b點的場強大小可能是(AC)A.eq\f(5,4)E B.eq\f(3,4)EC.eq\f(5,8)E D.eq\f(3,8)E解析：設四點的間距為r，則只放點電荷Q時，b點的場強E＝keq\f(Q,r2)；此時Q在c點的場強為：keq\f(Q,4r2)＝eq\f(1,4)E；若再將另一點電荷q放在d點時，c點場強大小為eq\f(5,4)E，若q帶負電，q在c點形成電場的電場強度為：keq\f(q,r2)＝eq\f(5,4)E－eq\f(1,4)E＝E，則此時b點的場強為：E＋eq\f(kq,4r2)＝eq\f(5,4)E；若q帶正電，則c點的合場強向左，則keq\f(q,r2)－eq\f(1,4)E＝eq\f(5,4)E，即keq\f(q,r2)＝eq\f(3,2)E；則此時b點的場強為：E－eq\f(kq,4r2)＝eq\f(5,8)E，故選A、C.7．一帶電粒子q射入固定在O點的點電荷Q的電場中，粒子只受電場力作用，運動軌跡如圖中曲線所示，且OB<OA<OC.下列說法正確的是(C)A．q與Q帶同種電荷B．q在A點的加速度大小大于在B點的加速度大小C．q在B點的速度大小大于在C點的速度大小D．q在B點的電勢能大于在C點的電勢能解析：本題考查庫侖定律和帶電粒子在點電荷電場中的運動．由粒子只受庫侖力作用的運動軌跡可知，q受到吸引力，q與Q帶異種電荷，選項A錯誤；由于OB<OA，即B點距離O點較近，可知q在B點所受庫侖力大小較大，q在A點的加速度大小小于在B點的加速度大小，選項B錯誤；由于OB<OC，粒子在C點的電勢能大于在B點的電勢能，依據(jù)粒子只受電場力作用時其動能和電勢能之和保持不變可知，q在B點的速度大小大于在C點的速度大小，選項C正確，D錯誤．8.A、B兩帶電小球，電荷量分別為＋q、＋9q，質量分別為m1和m2，如圖所示，用兩根不行伸長的絕緣細線懸掛于O點，靜止時A、B兩球處于同一水平線上，其中O點到A球的距離OA＝2L，∠AOB＝90°，∠OAB＝60°，C是AB連線上一點且在O點的正下方，帶電小球均可視為點電荷，靜電力常量為kA．A、B間的庫侖力大小為F＝eq\f(9kq2,4L)B．A、B兩球的質量之比為13C．C點的電場強度為零D．若僅互換A、B兩球的帶電荷量，則A、B兩球位置將不再處于同一水平線上解析：本題考查庫侖定律、物體平衡．由幾何關系可知，A、B間距為eq\f(2L,cos60°)＝4L，依據(jù)庫侖定律，A、B之間的庫侖力大小為F＝keq\f(9q2,16L2)，選項A錯誤；對A、B受力分析如圖所示，對A球，F(xiàn)＝m1gtan30°，對B球，F(xiàn)＝m2gtan60°，兩者聯(lián)立得m1m2＝31，選項B錯誤；兩個帶電小球A、B在C點產(chǎn)生的場強方向相反，大小分別是EA＝keq\f(q,L2)，EB＝keq\f(9q,9L2)，明顯C點的合場強為零，選項C正確；假如A、B兩個小球的電荷量交換(質量不變)，通過受力分析可知，庫侖力不變，質量不變，因此庫侖力、重力的比值保持不變，即A、B兩球將接著保持在同一水平線上，選項D錯誤．9．如圖所示，處于真空的正方體中存在點電荷，點電荷的帶電荷量及位置圖中已標明，則a、b兩點處電場強度相同的圖是(D)解析：選項A的圖中，依據(jù)點電荷的電場強度公式可得a、b兩點處電場強度大小相等、方向相反，故A錯誤；選項B的圖中，依據(jù)點電荷的電場強度公式和矢量的合成，可得a、b兩點處的電場強度大小不等，方向不同，故B錯誤；選項C的圖中，依據(jù)點電荷的電場強度公式和矢量的合成，可得a、b兩點處合場強的大小相等、方向不同，故C錯誤；選項D的圖中，依據(jù)點電荷的電場強度公式和矢量的合成，可得a、b兩點處合場強的大小相等、方向相同，故D正確．10.如圖，水平面內有一等邊三角形ABC，O點為三角形的幾何中心，D點為O點正上方一點，O點到A、B、C、D四點的距離均為L.現(xiàn)將三個電荷量均為Q的正點電荷分別固定在A、B、C處，已知靜電力常量為k，則D點的場強大小為(D)A.eq\f(kQ,L2) B.eq\f(kQ,2L2)C.eq\f(kQ,2\r(2)L2) D.eq\f(3\r(2)kQ,4L2)解析：依據(jù)幾何關系可得，D到A、B、C的距離均為eq\r(2)L，故A、B、C三處的點電荷在D點產(chǎn)生的場強大小均為eq\f(kQ,2L2)，又有各場強均與OD成45°角，由場強疊加原理可知，D點處的場強方向沿OD方向，場強大小為E＝3×eq\f(kQ,2L2)cos45°＝eq\f(3\r(2)kQ,4L2)，D正確．11.一邊長為r的正三角形的三個頂點，固定有3個點電荷，電荷量分別為＋q、＋q和－2q，如圖，靜電力常量為k，則三角形中心處O點的電場強度大小和方向分別為(B)A.eq\f(12kq,r2)，指向電荷量為－2q的點電荷B.eq\f(9kq,r2)，指向電荷量為－2q的點電荷C.eq\f(12kq,r2)，背離電荷量為－2q的點電荷D.eq\f(9kq,r2)，背離電荷量為－2q的點電荷解析：本題考查電場強度的疊加．O點是三角形的中心，到三個點電荷的距離均為l＝eq\f(\r(3),3)r，兩個電荷量為＋q的點電荷在O處產(chǎn)生的場強大小為E1＝E2＝keq\f(q,l2)，依據(jù)對稱性和幾何學問得知兩個電荷量為＋q的點電荷在O處產(chǎn)生的合場強為E12＝E1＝keq\f(q,l2)；再與電荷量為－2q的點電荷在O處產(chǎn)生的場強合成，得到O點的合場強為E＝E12＋E3＝keq\f(q,l2)＋keq\f(2q,l2)＝keq\f(3q,l2)＝eq\f(9kq,r2)，方向指向電荷量為－2q的點電荷，故選B.12．(多選)如圖所示，帶正電的小球A用豎直立在地面上的絕緣桿支撐固定，帶正電的小球B用繞過A球正上方的定滑輪的絕緣細線掛著，起先時A、B在同一水平線上并處于靜止狀態(tài)，不計兩個小球的大?。F(xiàn)用手拉細線，使小球B緩慢向上移動，小球B在向上移動過程中A、B兩球的電荷量保持不變，不計兩球間的萬有引力，則在B球緩慢移動一小段距離的過程中(BC)A．A、B兩球間的距離在減小B．小球的運動軌跡是一段圓弧C．細線上的張力始終減小D．細線上的張力可能先變小后變大解析：本題考查庫侖定律與力的動態(tài)平衡．B受到的重力為mg，A、B兩球的帶電荷量分別為q1、q2，兩球間的距離為r，A球與定滑輪的距離為h，定滑輪與B球的距離為d，在B球移動過程中任取一位置，對B球受力分析如圖所示，依據(jù)相像三角形學問可知，eq\f(mg,h)＝eq\f(F,d)＝eq\f(k\f(q1q2,r2),r)，解得r＝eq\r(3,\f(kq1q2h,mg))，由此可見，在小球B移動過程中，r不變，因此小球的運動軌跡是一段圓弧，選項A錯誤、B正確；又依據(jù)F＝eq\f(mgd,h)，由于d在減小，因此F在減小，選項C正確、D錯誤．13.如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一點電荷，將質量為m、帶電荷量為＋q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力．(1)求固定于圓心處的點電荷在AB弧中點處的電場強度大??；(2)若把O處固定的點電荷拿走，加上一個豎直向下、場強為E的勻強電場，帶電小球仍從A點由靜止釋放，下滑到最低點B時，小球對環(huán)的壓力為多大？解析：(1)由A到B，由動能定理得mgr＝eq\f(1,2)mv2－0在B點，對小球受力分析，由牛頓其次定律得qE－mg＝meq\f(v2,r)，聯(lián)立解得E＝eq\f(3mg,q)因為O點固定的是點電荷－Q，由E＝k