2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)30電場(chǎng)力的性質(zhì)含解析魯科版

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)30電場(chǎng)力的性質(zhì)時(shí)間：45分鐘1.把一個(gè)帶正電荷QA的球體A固定在可以水平移動(dòng)的絕緣支座上，再把一個(gè)帶正電荷QB的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點(diǎn)(使兩個(gè)球心在同一水平線上)，小球靜止時(shí)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(dòng)漸漸靠近小球B，關(guān)于絲線與豎直方向的夾角，下列說法正確的是(移動(dòng)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(diǎn)電荷之間的作用力試驗(yàn)．使球體A向右緩慢移動(dòng)漸漸靠近小球B，兩球間距離減小，依據(jù)庫(kù)侖定律，兩球之間的庫(kù)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(xiàng)A正確．2．如圖所示，三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)各自固定一個(gè)點(diǎn)電荷，A處點(diǎn)電荷受力如圖中F所示，則B處點(diǎn)電荷受力可能是(B)A．F1B．F2C．F3D．F4解析：本題考查庫(kù)侖定律和力的合成．依據(jù)A處點(diǎn)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(diǎn)電荷受到C處電荷的庫(kù)侖引力和A處電荷的庫(kù)侖斥力，二力的合力可能是F2，選項(xiàng)B正確．3.(2024·全國(guó)卷Ⅰ)如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)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(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷解析：對(duì)P、Q整體進(jìn)行受力分析可知，在水平方向上整體所受電場(chǎng)力為零，所以P、Q必帶等量異種電荷，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對(duì)P進(jìn)行受力分析可知，勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)它的電場(chǎng)力應(yīng)水平向左，與Q對(duì)它的庫(kù)侖力平衡，所以P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．4．兩個(gè)分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們之間的庫(kù)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(kù)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(kù)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(kù)侖力大小變?yōu)镕′＝keq\f(Q·Q,\f(r,2)2)＝eq\f(4,3)F，選項(xiàng)C正確．5．如圖所示，實(shí)線為等量異種點(diǎn)電荷四周的電場(chǎng)線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，若將一正摸索點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，則電荷所受電場(chǎng)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(chǎng)線的分布狀況可知，N點(diǎn)電場(chǎng)線比M點(diǎn)電場(chǎng)線疏，則N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小，由電場(chǎng)力公式F＝qE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力漸漸增大；電場(chǎng)力方向與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一樣，始終在改變，故選項(xiàng)D正確．6．(多選)如圖所示，真空中a、b、c、d四點(diǎn)共線且等距．先在a點(diǎn)固定一帶正電的點(diǎn)電荷Q，測(cè)得b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E.若再將另一點(diǎn)電荷q放在d點(diǎn)時(shí)，c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(5,4)E.則d點(diǎn)放入電荷q后，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)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(shè)四點(diǎn)的間距為r，則只放點(diǎn)電荷Q時(shí)，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E＝keq\f(Q,r2)；此時(shí)Q在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：keq\f(Q,4r2)＝eq\f(1,4)E；若再將另一點(diǎn)電荷q放在d點(diǎn)時(shí)，c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(5,4)E，若q帶負(fù)電，q在c點(diǎn)形成電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為：keq\f(q,r2)＝eq\f(5,4)E－eq\f(1,4)E＝E，則此時(shí)b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：E＋eq\f(kq,4r2)＝eq\f(5,4)E；若q帶正電，則c點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)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(shí)b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，粒子只受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的加速度大小大于在B點(diǎn)的加速度大小C．q在B點(diǎn)的速度大小大于在C點(diǎn)的速度大小D．q在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能解析：本題考查庫(kù)侖定律和帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．由粒子只受庫(kù)侖力作用的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，q受到吸引力，q與Q帶異種電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于OB<OA，即B點(diǎn)距離O點(diǎn)較近，可知q在B點(diǎn)所受庫(kù)侖力大小較大，q在A點(diǎn)的加速度大小小于在B點(diǎn)的加速度大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于OB<OC，粒子在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，依據(jù)粒子只受電場(chǎng)力作用時(shí)其動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變可知，q在B點(diǎn)的速度大小大于在C點(diǎn)的速度大小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．8.A、B兩帶電小球，電荷量分別為＋q、＋9q，質(zhì)量分別為m1和m2，如圖所示，用兩根不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，靜止時(shí)A、B兩球處于同一水平線上，其中O點(diǎn)到A球的距離OA＝2L，∠AOB＝90°，∠OAB＝60°，C是AB連線上一點(diǎn)且在O點(diǎn)的正下方，帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為kA．A、B間的庫(kù)侖力大小為F＝eq\f(9kq2,4L)B．A、B兩球的質(zhì)量之比為13C．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)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(kù)侖定律、物體平衡．由幾何關(guān)系可知，A、B間距為eq\f(2L,cos60°)＝4L，依據(jù)庫(kù)侖定律，A、B之間的庫(kù)侖力大小為F＝keq\f(9q2,16L2)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)A、B受力分析如圖所示，對(duì)A球，F(xiàn)＝m1gtan30°，對(duì)B球，F(xiàn)＝m2gtan60°，兩者聯(lián)立得m1m2＝31，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電小球A、B在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相反，大小分別是EA＝keq\f(q,L2)，EB＝keq\f(9q,9L2)，明顯C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，選項(xiàng)C正確；假如A、B兩個(gè)小球的電荷量交換(質(zhì)量不變)，通過受力分析可知，庫(kù)侖力不變，質(zhì)量不變，因此庫(kù)侖力、重力的比值保持不變，即A、B兩球?qū)⒔又３衷谕凰骄€上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．如圖所示，處于真空的正方體中存在點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷的帶電荷量及位置圖中已標(biāo)明，則a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度相同的圖是(D)解析：選項(xiàng)A的圖中，依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式可得a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B的圖中，依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和矢量的合成，可得a、b兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等，方向不同，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C的圖中，依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和矢量的合成，可得a、b兩點(diǎn)處合場(chǎng)強(qiáng)的大小相等、方向不同，故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D的圖中，依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和矢量的合成，可得a、b兩點(diǎn)處合場(chǎng)強(qiáng)的大小相等、方向相同，故D正確．10.如圖，水平面內(nèi)有一等邊三角形ABC，O點(diǎn)為三角形的幾何中心，D點(diǎn)為O點(diǎn)正上方一點(diǎn)，O點(diǎn)到A、B、C、D四點(diǎn)的距離均為L(zhǎng).現(xiàn)將三個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷分別固定在A、B、C處，已知靜電力常量為k，則D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)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(guān)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(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為eq\f(kQ,2L2)，又有各場(chǎng)強(qiáng)均與OD成45°角，由場(chǎng)強(qiáng)疊加原理可知，D點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向沿OD方向，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝3×eq\f(kQ,2L2)cos45°＝eq\f(3\r(2)kQ,4L2)，D正確．11.一邊長(zhǎng)為r的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，固定有3個(gè)點(diǎn)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(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分別為(B)A.eq\f(12kq,r2)，指向電荷量為－2q的點(diǎn)電荷B.eq\f(9kq,r2)，指向電荷量為－2q的點(diǎn)電荷C.eq\f(12kq,r2)，背離電荷量為－2q的點(diǎn)電荷D.eq\f(9kq,r2)，背離電荷量為－2q的點(diǎn)電荷解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加．O點(diǎn)是三角形的中心，到三個(gè)點(diǎn)電荷的距離均為l＝eq\f(\r(3),3)r，兩個(gè)電荷量為＋q的點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1＝E2＝keq\f(q,l2)，依據(jù)對(duì)稱性和幾何學(xué)問得知兩個(gè)電荷量為＋q的點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為E12＝E1＝keq\f(q,l2)；再與電荷量為－2q的點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成，得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)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(xì)線掛著，起先時(shí)A、B在同一水平線上并處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)兩個(gè)小球的大?。F(xiàn)用手拉細(xì)線，使小球B緩慢向上移動(dòng)，小球B在向上移動(dòng)過程中A、B兩球的電荷量保持不變，不計(jì)兩球間的萬有引力，則在B球緩慢移動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧C．細(xì)線上的張力始終減小D．細(xì)線上的張力可能先變小后變大解析：本題考查庫(kù)侖定律與力的動(dòng)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(dòng)過程中任取一位置，對(duì)B球受力分析如圖所示，依據(jù)相像三角形學(xué)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(dòng)過程中，r不變，因此小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧，選項(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤．13.如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無壓力．(1)求固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?2)若把O處固定的點(diǎn)電荷拿走，加上一個(gè)豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電小球仍從A點(diǎn)由靜止釋放，下滑到最低點(diǎn)B時(shí)，小球?qū)Νh(huán)的壓力為多大？解析：(1)由A到B，由動(dòng)能定理得mgr＝eq\f(1,2)mv2－0在B點(diǎn)，對(duì)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?yàn)镺點(diǎn)固定的是點(diǎn)電荷－Q，由E＝k