（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(　　)