专题16 静电场1-场强的矢量性叠加及电场的性质-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（全国通用）

专题16 静电场1-场强的矢量性叠加及电场的性质 （2012—2021） 目录 1 题型一、场强的矢量性叠加 8 题型二、电场中各参数的比较 20 题型三、电场中各参数的定量计算 题型一、场强的矢量性叠加 1.（2021全国甲） 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C. b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D. a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 【答案】BD 【解析】A．由图象可知 φb = φe 则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误； B．由图象可知 φa = 3V，φd = 7V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad = Epa - Epd = (φa - φd)(( - e) = 4eV B正确； C．沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； D．由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。 故选BD。 2.（2021河北）如图，四个电荷量均为 的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为 、 、 和 ，其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动（ ），下列说法正确的是（　　） A. 除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零 B. 当 取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点 C. 当 时，将一带负电的试探电荷由点 移至点 ，静电力做正功 D. 当 时，将一带负电的试探电荷放置在点 处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成 倾斜向上 【答案】ACD 【解析】A．根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A正确； B．因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无论y0取什么值，因为关于原点对称，则在O点的合场强也为零，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为零的点，根据对称性可知，一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为零的点是奇数个，不会是2个，选项B错误； C．由几何关系可知，坐标为（4l，5l）的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐标为（0，-3l）的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等，由电势叠加可知，B点的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A点到B点电势能减小，可知电场力做正功，选项C正确； D．若y0=4l，则四个点构成正方形，由对称可知在点（l，l）处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在（l，l）处的合场强 在y轴负向和x负向上的点电荷在（l，l）处的合场强 可知（l，l）点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下，将一带负电的试探电荷放置在点 处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成 倾斜向上，选项D正确。 故选ACD。 3.（2021湖南） 如图，在 位置放置电荷量为 的正点电荷，在 位置放置电荷量为 的负点电荷，在距 为 的某点处放置正点电荷Q，使得 点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 根据点电荷场强公式 两点量异种点电荷在P点的场强大小为 ，方向如图所示 两点量异种点电荷在P点的合场强为 ，方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示 Q点电荷在p点的场强大小为 三点电荷的合场强为0，则 方向如图所示，大小有 解得 由几何关系可知Q的坐标为（0，2a） 故选B。 4.（2019全国3）如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则（ ） 图1 图2 A. a点和b点电势相等 B. a点和b点的电场强度大小相等 C. a点和b点的电场强度方向相同 D. 将负电荷从a点移到b点，电势能增加 【答案】BC 【解析】如图所示，结合点电荷的场强公式 ；由几何关系可知：可知b的电势大于a的电势,故A错误,把负电荷从a移到b,电势能减少,故D错误;由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。 5.（2018全国1）如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（ ） A. a、b的电荷同号，　　　B. a、b的电荷异号， C. a、b的电荷同号，　　　D. a、b的电荷