课时测评5 静电力的性质-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评5　静电力的性质 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－7题，每题4分，共28分) 1.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是(　　) A．粒子带负电荷 B．粒子先加速后减速 C．粒子加速度一直增大 D．粒子的动能先减小后增大 答案：D 解析：粒子受到的电场力沿电场线并指向轨迹的凹侧，故粒子带正电，故A错误；粒子受电场力方向沿电场线并指向轨迹的凹侧，所以先向左做减速运动，后向右做加速运动，故B错误；根据电场线的疏密知道电场强度先变小后变大，故加速度先减小后增大，故C错误；从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，所以动能先减小后增大，故D正确。 2.(2025·四川巴中高二统考期末)如图所示，半径为R的绝缘细圆环上均匀带正电，此时圆心O点处的电场强度刚好为零，点A、B、C将圆环三等分。若仅取走劣弧上的电荷，此时圆心O处的电场强度方向为(　　) A．沿OC方向指向左 B．沿CO方向指向右 C．沿OA方向斜向上 D．沿OB方向斜向下 答案：B 解析：三段圆弧上的电荷在O点产生的电场的合场强为零，则AC和BC弧在O点产生的合场强与AB弧在O点的场强等大反向，可知若仅取走劣弧AB上的电荷，则此时圆心O处的电场强度方向为沿CO方向指向右。故选B。 3．(多选)(2025·汕头市期中)下列图中，绝缘细绳一端固定在天花板，一端系一质量为m的带正电小球，为了使小球能静止在图中所示位置，可加一个与纸面平行的匀强电场，所加电场方向可能是 (　　) 答案：BCD 解析：A图中，小球带正电，电场强度方向水平向左，带电小球所受的静电力水平向左，则小球不可能静止在图示位置，故A错误；B图中，小球带正电，电场强度方向水平向右，带电小球所受的静电力水平向右，则小球可能静止在图示位置，故B正确；C图中小球受斜向右上方的静电力，向下的重力及向左上方的细绳的拉力，三力可能平衡，选项C正确；D图中，电场强度方向向上，当qE＝mg时，绳子拉力为零，小球能静止在图中位置，故D正确。 4.如图所示，一光滑绝缘圆环固定在竖直平面内，一点电荷固定在圆环的最高点A处，重力为G、带电荷量大小为q的小球P(可视为点电荷)套在环上。若小球P静止时与圆心O的连线恰好沿水平方向，则下列判断正确的是(　　) A．点电荷在小球P所在位置处产生的电场强度大小为 B．点电荷在小球P所在位置处产生的电场强度大小为 C．此时圆环对小球P的弹力大小为G D．此时圆环对小球P的弹力大小为G 答案：A 解析：对小球P受力分析如图所示，由几何知识可知θ＝45°，则点电荷与小球P间的库仑力大小为F1＝F＝＝G，点电荷在小球P所在位置处产生的电场强度大小为E＝＝，选项A正确，B错误；此时圆环对小球P的弹力大小N＝G tan 45°＝G，选项C、D错误。 5.(2025·河北石家庄月考)如图所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d。E、G两点分别固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零。若将H点的负点电荷移到O点，则F点处电场强度的大小和方向为(静电力常量为k)(　　) A.，方向向右 B．，方向向左 C.，方向向右 D．，方向向左 答案：D 解析：当负点电荷在H点时，F点处电场强度恰好为零，根据公式E＝k可得负点电荷在F点产生的电场强度大小为E＝k，方向水平向左，故两个正点电荷在F点产生的合电场强度大小为E＝k，方向水平向右；负点电荷移到O点，在F点产生的电场强度大小为E1＝k，方向水平向左，所以F点的合电场强度为k－k＝k，方向水平向左，故D正确，A、B、C错误。 6.(2025·西安中学高二期中)一段均匀带电的半圆环在其圆心O处产生的电场强度为E，把半圆环分成等长的三段圆弧，则圆弧BC在圆心O处产生的电场强度大小和方向为(　　) A.，水平向右 B．，水平向左 C.，水平向右 D．，水平向左 答案：A 解析：如图所示，B、C两点把半圆环等分为三段，设每段在O点产生的电场强度大小均为E′，AB段和CD段在O处产生的电场强度夹角为120°，它们的合电场强度大小为E′，则O点的合电场强度E＝2E′，则E′＝，所以圆弧BC在圆心O处产生的电场强度大小为，方向水平向右，故A正确，B、C、D错误。 7.(2025·大连高二检测)如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是(　　) A．物体A受到地面的支持力先增大后减小 B．物体A受到地面的支持力保持不变 C．物体A受到地面的摩擦力先增大后减小 D．库仑力对物体B先做正功后做负功 答案：A 解析：在物体B由P点运动到最高点的过程中，物体A受力如图甲所示，由平衡条件得，水平方向Fsin θ－f＝0，竖直方向N－Fcos θ－mg＝0，解得N＝mg＋Fcos θ，f＝Fsin θ，由于G与F不变，θ逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小。当物体B由最高点运动到Q点的过程中，物体A受力如图乙所示，由平衡条件得，水平方向Fsin θ－f＝0，N－Fcos θ－mg＝0，解得N＝mg＋Fcos θ，f＝Fsin θ，由于G与F不变，θ由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大，因此物体A受到地面的支持力先增大后减小，物体A受到地面的摩擦力先减小后增大，故A正确，B、C错误；物体B受到的库仑力方向与物体B的速度总是垂直的，库仑力对B不做功，故D错误。 8.(10分)如图所示，竖直放置的两块足够长的平行金属板间存在匀强电场，在两极板间某位置用绝缘细线悬挂一质量m＝10 g的带电小球，静止时细线跟竖直方向成θ＝45°角，小球与右极板的距离为b＝20 cm。(g取10 m/s2) (1)若小球所带的电荷量q＝5×10－7 C，则两极板间的电场强度大小为多少？ (2)若剪断细线，则小球做什么运动？需多长时间到达右极板？ 答案：(1)2×105 N/C　(2)沿细线方向向下做初速度为零的匀加速直线运动　0.2 s 解析：(1)对小球受力分析有qE＝mgtan θ 解得E＝2×105 N/C。 (2)剪断细线后，小球沿细线方向向下做初速度为零的匀加速直线运动，小球水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动 水平方向有mgtan θ＝ma，可得a＝gtan θ 由运动学公式有b＝at2 解得t＝0.2 s。 9.(10分)如图所示，在竖直平面内有两个点电荷，固定在同一水平直线上相距为l的A、B两点，其电荷量分别为＋Q、－Q。在AB连线的垂直平分线上固定一光滑竖直绝缘杆，在杆上C点有一个质量为m、电荷量为－q的小环(可视为点电荷)由静止释放。已知A、B、C三点连线为正三角形，重力加速度为g。求： (1)释放小环瞬间，杆对小环的作用力大小； (2)小环滑到D点(AB连线的中点)时的速度大小。 答案：(1)k　(2) 解析：(1)A处正点电荷对C处小环的静电力大小FA＝k B处负点电荷对C处小环的静电力大小FB＝k 由力的合成可知释放小环瞬间，两点电荷对小环的合力大小F＝k，方向水平向左，则杆对小环的作用力大小F杆＝k。 (2)小环从C滑到D，所受静电力方向始终垂直杆水平向左，不做功，根据动能定理有mgh＝mv2 因为h＝l sin 60° 所以小环滑到D点时的速度大小v＝。 10.(12分)如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E＝1.25×104 N/C，一根长L＝1.5 m、与水平方向的夹角θ＝37°的光滑绝缘细直杆CD固定在电场中，杆的下端C固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6 C，质量m＝1.0×10－2 kg。将小球B从杆的上端D由静止释放，小球B开始运动。(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。则： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，与C端的距离r为多大？ 答案：(1)3.2 m/s2　(2)0.9 m 解析：(1)对小球B受力分析如图所示，开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得 mgsin θ－－qEcos θ＝ma 代入数据解得a＝3.2 m/s2。 (2)小球B速度最大时所受合力为零，即 mgsin θ－－qEcos θ＝0 代入数据解得r＝0.9 m。 学科网（北京）股份有限公司 $