(配套教参)高效作业18 电场的力的性质-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业18　电场的力的性质 (见学生用书P323) 微考点一　电荷守恒定律与库仑定律 1．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，弹簧另一端与球A连接。球A、B、C 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　) A．qC＝q0 B．弹簧的伸长量为 C．球A受到的库仑力大小为2Mg D．相邻两小球间距为 q0 【解析】 对球C进行受力分析可得，它受到 2 个方向相反的库仑力、重力、支持力，由于球A与球B、球B与球C间距相等，由库仑定律可得，球B对球C的库仑力是球A对球C库仑力的 4 倍，因此球C应带正电荷才能受力平衡。设球A、B间距为l，对球B进行受力分析，由平衡条件可得Mg sin α＋k＝k，对球C进行受力分析，由平衡条件可得Mg sin α＋k＝k，联立解得qC＝q0，选项A正确；把球A、B、C看作整体，设弹簧伸长量为 x ，由平衡条件可知k0x＝3Mg sin α，解得x＝3，选项B错误；对球A进行受力分析，设球A受到的库仑力大小为F，由平衡条件可知k0x＝Mg sin α＋F，解得F＝2Mg sin α，选项C错误；对球B受力分析，由Mg sin α＋k＝k，可得l＝q0，选项D错误。故选A。 微考点二　电场的叠加 2．2023·仙居中学月考图甲和图乙分别是半径为R、带电均匀的六分之四圆环和半圆环(两环的材料和横截面积相同)，两环带有同种电荷，且两环上单位长度所带电荷量相等，它们的圆心分别是O1和O2。已知O1点的电场强度大小为E0，则O2点的电场强度大小为(　A　) A．E0　　　　　　　B．E0 C．E0 D．E0 【解析】 在图甲中，设圆环在O1点产生的电场强度大小是E1，圆环带正电荷，如图所示，由此可知， 四个圆环在O1点产生的合电场强度大小E0＝2E1cos 30°＝2×E1＝E1，E1＝ E0。在图乙中，半圆环分成三个圆环，这三个圆环在O2点产生的合电场强度大小为E，则有E＝E1＋2E1cos 60°＝E0＋2×E0×＝E0，A正确，B、C、D错误。 3．已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的电荷量相同的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔。已知静电力常量为k，球的体积公式为V＝πr3。则A点处电场强度的大小为(　A　) A． B． C． D． 【解析】 由题意知，半径为R的均匀带电球体在A点产生的电场强度大小E整＝＝，割出的小球半径为0.5R，因为电荷平均分布，其带电荷量Q′＝Q＝，则其在A点产生的电场强度大小E割＝＝＝，所以剩余部分电荷在A点产生的电场强度大小E＝E整－E割＝－＝，故A正确。 微考点三　对电场线的理解及其应用 4．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，则(　B　) A. 因为B点没有电场线，所以电荷在B点不受静电力作用 B．同一点电荷在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大 C．把一个负电荷放在A点，静电力方向沿A点电场线切线方向斜向下 D．把正电荷在A点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹 【解析】 电场线是为了描述电场而假想的曲线，B点有电场，电荷在B点受到静电力作用，故A错误；因为A点的电场线比B点的电场线密，则A点的电场强度比B点的电场强度大，同一点电荷在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大，故B正确；把一个负电荷放在A点，静电力方向沿A点电场线切线方向斜向上，故C错误；把正电荷在A点由静止释放，由运动与力的关系知电场线不是它的运动轨迹，故D错误。 5．如图所示，虚线为某点电荷A形成的电场的等势面，两个质量相同、带电荷量相同、电性相反的带电粒子(不计重力)以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，若沿轨迹2运动的粒子带正电荷，则可判断(　B　) A．经过b、d两点时，两粒子的速率相同 B．一个粒子经过b点的速度小于另一个粒子经过d点的速度 C．经过b、d两点时，两粒子加速度的大小不同 D．经过c、e两点时，两粒子的速率不同 【解析】 根据图中运动轨迹可知，由a到b、d的过程，轨迹1的粒子做减速运动，轨迹2的粒子做加速运动，开始它们的速率相同，当两粒子经过b、d(在同一等势面上)两点时，两粒子的速率不会相同，一个粒子经过b点的速度小于另一个粒子经过d点的速度，故A错误，B正确；两粒子经过b、d两点时，受到库仑力作用，由牛顿第二定律可得a＝＝，两粒子的加速度大小相同，故C错误；a、c、e三点在同一个等势面上，所以从a到c、e两点，静电力