专题复习训练（17）电场（1）-2022届高三物理一轮复习（学生版+教师版）

高考物理专题复习（17）电场专题复习（1） 1、 典例分析 【例题1】（单选）如图所示，A、B、C为放置在光滑水平面上的三个带电小球（可视为点电荷），其中B与C之间用长为L的绝缘轻质细杆相连，现把A、B、C按一定的位置摆放，可使三个小球都保持静止状态。已知小球B的带电量为-q，小球C的带电量为+4q，则以下判断正确的是（　　） A．小球A的带电量可以为任何值 B．轻质细杆一定处于被拉伸状态 C．小球A与B之间的距离一定为 D．若将A向右平移一小段距离，释放后A一定向左运动 【答案】A【解析】【分析】【详解】AC．小球A受力平衡，设小球AB之间的距离为x，根据平衡条件有解得所以小球A的电荷量可以为任意值，可以带正电，也可以带负电，A正确，C错误；B．对小球B，小球A和小球C对其静电力的合力为由于不知道小球A的带电量，所以无法确定小球A和小球C对小球B的静电力的合力是否为零，故无法判断轻杆是否被拉伸，B错误； D．小球A在原来的位置是平衡的，若将A向右平移一小段距离，小球B和小球C对其的静电力均增加，且小球B对其的静电力增加的更快，但由于小球A的电性不确定，所以释放后A的运动方向也不确定，D错误。故选A。 【例题2】（单选）．如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l．O点与小球 B的间距为，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则( ) A．A、B间库仑力大小B．A、B间库仑力 C．细线拉力大小D．细线拉力大小 【答案】B【解析】A的受力如图所示， 几何三角形OAB与力三角形相似，由对应边成比例，则，由余弦定律，则，故B正确． 点睛：本题借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小，对于此类题要正确的画出受力图，组建三角形． 【例题3】（单选）．如图所示，距小滑轮O正下方l处的B点用绝缘底座固定一带电荷量为＋q的小球1，绝缘轻质弹性绳一端悬挂在光滑的定滑轮O正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球2连接，发现小球2恰好在A位置平衡，已知OA长为l，与竖直方向的夹角为60°．由于弹性绳的绝缘效果不是很好，小球2缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球2恰好在AB连线上的C位置．已知静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A．小球2带负电B．小球2在C位置时所带电荷量为 C．小球2在A位置时所带电荷量为D．弹性绳原长为 【答案】C【解析】【详解】 A、两个小球之间相互排斥，可知带同种电荷，所以小球2也带正电；故A错误.B、小球在C点时，受力分析如图： 由几何关系可得： ① ②根据库仑定律得： ③联立①③可得：；故B错误.C、小球2在A位置时，受到的重力、电场力和绳子的拉力，三个力之间的夹角互为120°，所以三个力的大小相等，即；根据库仑定律得：，小球2在A位置时所带电荷量：；故C正确.D、小球2在A位置时，弹性绳的长度：，小球2在C位置时，弹性绳的长度，设弹性绳的劲度系数为k，则：；联立可得：；故D错误.故选C. 【例题4】（单选）．如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分，小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为-6q，，重力加速度为g，静电力常量为k，则（　　） A．小球a的线速度为 B．小球b的角速度为 C．小球c的向心加速度大小为 D．外力F竖直向上，大小为 【答案】C【解析】【分析】【详解】A．通过分析，a、b、c一定带同种电荷，d与a、b、c一定带异种电荷，对小球a受力分析，在水平面上和竖直面分别如下图，小球最终的合力为 合力提供小球做圆周运动的向心力，有 可得，A错误；B．合力提供小球做圆周运动的向心力，有解得，B错误；C．合力提供小球做圆周运动的向心力，有解得，C正确；D．对d球受力分析，由平衡条件得：解得，D错误。故选C。 【例题5】（单选）．．图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为．取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴．设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E．下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的．你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，E的合理表达式应为（ ） A．B． C．D． 【答案】B