（普查练习）第17课 电场力的性质-2023版高考物理一轮【提分宝典】全考点普查随堂课后练(全国版)

第17课　　　　　电场力的性质 普查与练习17　　　　　电场力的性质 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．库仑定律的理解与应用 a．理解库仑定律(适用条件：点电荷) (1)(2023改编题，6分)如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离为l，l为球壳外半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，那么a、b之间的万有引力F1与库仑力F2分别为(　　) A．F1＝G，F2＝k B．F1>G，F2<k C．F1<G，F2>k D．F1＝G，F2>k 答案：D 解析：虽然两球心间的距离l只有球壳外半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律求F1，所以F1＝G。而本题中由于a、b两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离l只有其球壳外半径r的3倍，不满足l≫r的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以F2>k，故D项正确。 b．利用电荷守恒定律和库仑定律解决问题 (2)(2018.04浙江选考，3分)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为(　　) A. B. C. D. 答案：C 解析：两个相同的带等量的同种电荷的金属小球A和B，设它们的电荷量都为Q，它们之间的静电力为F＝k。一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，A和C的电量都变为，C再与B接触后分开，B、C的电量均变为。这时，A、B两球之间的静电力的大小为F′＝k＝。故C项正确，A项、B项、D项均错误。 c．含静电力(库仑力)的共点力平衡问题 (3)(2019全国Ⅰ，6分)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　) A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷 C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷 答案：D 解析：分别对两带电小球进行受力分析，由水平方向上合力为零可知，若P受电场力向左，则受Q的库仑力向右，电场力方向与电场方向相反，则P带负电荷，而Q受电场力向右，受P的库仑力向左，则Q带正电荷，故D项正确，B项错误。若P受电场力向右，电场力与电场方向相同，则P带正电，而P受到的Q的库仑力向左，则Q也带正电，此时分析Q受力，Q受电场力向右，受P的库仑力也向右，受力不平衡，此假设不成立，故A项、C项均错误。 (4)(2020.01浙江选考，3分)如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，qA＝q0＞0，qB＝－q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则(　　) A．qC＝q0 B．弹簧伸长量为 C．A球受到的库仑力大小为2Mg D．相邻两小球间距为q0 答案：A 解析：对C球进行受力分析，受重力、支持力和A球、B球对它的库仑力，则A球、B球对它的库仑力之和沿斜面向上，又B球距离C球近，给C球的库仑力大，则C球所带电荷电性与B球相反，C球带正电，设小球间距为a，对C球有k－k＝Mgsin α，对B球有k－k＝Mgsin α，联立解得qC＝q0，a＝q0，故A项正确，D项错误。对A、B、C三小球用整体法，整体受力平衡，可得A、B、C三小球受到弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则弹簧伸长量Δx＝，故B项错误。对B、C两小球用整体法，二者受力平衡，即B、C两小球受到的库仑力等于重力沿斜面的分力，即为2Mgsin α，由牛顿第三定律可得，A所受库仑力也为2Mgsin α，故C项错误。 2．电场强度和电场线的理解 a．利用E＝k及矢量叠加原理求解电场强度叠加问题 (5)(2021湖南，4分)如图，在(a，0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a，a)为a的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为(　　) A．(0，2a)，q B．(0，2a)，2q C．(2a，0)，q D．(2a，0)，2q 答案：B 解析：根据点电荷电场强度公式E＝k，两电荷量为q的点电荷在P点的电场强度大小均为E0＝，其电场强度的矢量和为E1＝E0＝，方向如图所