第9单元 01 第24讲 静电场中力的性质（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习课时作业（基础版）

**基本信息** 聚焦静电场力的性质，以概念辨析、场强叠加、平衡问题为核心，通过真题与模拟题系统覆盖电场强度定义、电场线、静电平衡等高频考点，体现科学思维中的模型建构与推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电场强度概念与电场线|3题（题1-3）|定义辨析、电场线分布判断、场强大小比较|从E=F/q比值定义到电场线描述，建立场强物理意义认知| |静电平衡与导体|1题（题4）|导体内部场强、感应电荷分析|基于静电平衡条件，推导感应电荷场强与外场强关系| |库仑力与平衡|3题（题5、7、8）|库仑力作用下的静态平衡、动态分析|将库仑力纳入受力分析体系，应用力的合成与分解| |电场强度叠加|5题（题6、9-12）|多电荷场强矢量合成、场强为零条件|从点电荷场强公式到矢量叠加法则，强化空间矢量运算|

第九单元　静电场 第24讲　静电场中力的性质 (限时40分钟) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.关于电场强度和电场线,下列说法正确的是 (　) A.由电场强度定义式 E=可知,E与F成正比,与q成反比 B.电场强度E的方向和电荷受力方向相同 C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 D.电场线既能描述电场的方向,也能描述电场的强弱 2.[2025·陕青宁晋卷] 某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是 (　) A B C D 3.[2025·广西卷] 用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图.图中a、b、c、d四点电场强度最强的是 (　) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 4.(多选)如图所示,将一锥形导体放入电荷量为Q的负点电荷电场中,导体内有A、B两点,A点到电荷的距离为d,静电力常量为k,下列说法正确的是 (　) A.锥形导体右端带负电 B.A点电场强度比B点大 C.用图中两条实线1和2表示锥形导体周围的电场线是错误的 D.导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小为 5.[2025·江苏苏州模拟] 让两个完全相同的金属球各自带电后,用两相同绝缘绳悬挂于O点,两球静止时状态如图所示,下列说法正确的是 (　) A.两球带异种电荷 B.两球所带电荷量一定相同 C.若绝缘绳缩短相同长度,两绳夹角增大 D.若两球相碰后分开,再次静止时夹角减小 6.[2024·贵州卷] 如图所示,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为30°.A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于 (　) A. 　　　　B. C. 　　　　D.2 7.[2025·辽宁抚顺二模] 探究两个可以视为点电荷的带电小球之间的作用力,带电荷量为Q的小球C固定在绝缘支架上,用轻质绝缘细线将带电荷量为q的小球P悬挂在铁架台上,平衡时两小球连线水平,之间的距离为r,悬挂小球P的细线与竖直方向的夹角为θ,如图所示.已知小球P的质量为m,静电力常量为k,则剪断细线的瞬间,小球P的加速度大小为 (　) A. B. C. D. 8.[2025·湖南卷] 如图,两带电小球的质量均为m,小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接.A球静止时,轻绳与竖直方向的夹角为60°,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为g.下列说法正确的是 (　) A.A球静止时,轻绳上拉力为2mg B.A球静止时,A球与B球间的库仑力为2mg C.若将轻绳剪断,则剪断瞬间A球加速度大小为g D.若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 9.(多选)[2025·湖北卷] 如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R.在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上.静电力常量为k,则O点处的电场强度 (　) A.方向沿x轴负方向 B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下 C.大小为(cos 54°+cos 18°) D.大小为(2cos 54°+cos 18°) 10.[2025·广东广州三模] 如图所示,绝缘轻绳穿过有光滑孔的带正电小球A,绳两点P、Q固定,在竖直平面内,整个空间存在匀强电场.小球静止时,轻绳绷紧,AP水平、AQ竖直,小球A的质量为m,重力加速度为g,则 (　) A.球受到的电场力大小可以等于2mg B.球受到电场力的最小值为mg C.匀强电场方向一定水平向右 D.匀强电场方向可以竖直向下 11.[2023·湖南卷] 如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P点处的电场强度为零,q>0, 则三个点电荷的电荷量可能为 (　) A.Q1=q,Q2=q,Q3=q B.Q1=-q,Q2=-q,Q3=-4q C.Q1=-q,Q2=q,Q3=-q D.Q1=q,Q2=-q,Q3=4q 12.[2023·全国乙卷] 如图,等边三角形ABC位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上.已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,求: (1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负; (2)C点处点电荷的电荷量. 学科网（北京）股份有限公司 $ 第九单元　静电场 第24讲　静电场中力的性质 1.D　[解析] 电场强度的定义式为E=,E反映电场本身的性质,与试探电荷无关,A错误;物理学上规定正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同,则负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反,B错误;电场线是一种理想化的物理模型,实际上不存在,不是带电粒子的运动轨迹,C错误;电场线的切线方向是该点电场强度的方向,而电场线的疏密表示电场的强弱,即电场线既能描述电场的方向,也能描述电场的强弱,D正确. 2.B　[解析] 静电场中电场线不相交、不闭合,故B正确,A、C错误;若电场线相互平行,应等间距,故D错误. 3.D　[解析] b、c两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端电荷分布比金属球上电荷分布更密集,且d点距离金箔的下端较近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的点在d点,故选D. 4.CD　[解析] 由于锥形导体右端靠近负电荷,则锥形导体右端带正电,故A错误;导体处于静电平衡状态,所以A、B两点电场强度均为零,故B错误;由于导体处于静电平衡状态,导体是等势体,其表面电势相等,则用图中两条实线1和2表示锥形导体周围的电场线是错误的,故C正确;导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小与负点电荷在A点产生的电场强度大小相等,所以E感=,故D正确. 5.C　[解析] 两个球相互排斥,带同种电荷,故A错误;两球间的库仑力大小F=mgtan θ,由库仑定律F=k可知两球之间的库仑力是相同的,所以两球所带电荷量不一定相同,故B错误;假设绝缘绳缩短后,角度不变,那么两个小球之间的距离变短,根据库仑定律可知库仑力变大,角度肯定会变大,所以若绝缘绳缩短相同长度,两绳夹角增大,故C正确;若两球相碰前电荷量不相同,设接触前甲和乙的电荷量分别为q1,q2,接触后甲和乙的电荷量相等,为,由于=+≥q1q2,且两球相碰后各自电荷量相同,故库仑力变大,再次静止时夹角变大,故D错误. 6.B　[解析] 根据题意可知两电荷为异种电荷,假设qA为正电荷,qB为负电荷,两电荷在C点的场强如图所示,设圆的半径为r,根据几何知识可得rAC=r,rBC=r, tan 60°=,同时有EA=,EB=,联立解得=;同理若qA为负电荷,qB为正电荷,仍满足=,故选B. 7.A　[解析] 带电小球C与P之间的库仑力F=k,根据受力分析,由平衡条件可得,细线中的拉力大小F拉=,剪断细线的瞬间,小球P受重力和库仑力作用,它们的合力大小与原拉力的大小相等,即F合=,此时根据牛顿第二定律有F合=ma,解得加速度大小a=,故选A. 8.C　[解析] 根据题意,A球静止时,对A球受力分析,如图所示,由平行四边形定则及几何关系可知,轻绳上拉力为FT=mg,A球与B球间的库仑力F=2mgcos 30°=mg,故A、B错误;若将轻绳剪断,则剪断瞬间A球受到轻绳的拉力消失,其他两力保持不变,根据三力平衡知识,此时A球的合外力大小为mg,则加速度大小为g,故C正确;若将轻绳剪断,则剪断瞬间B球受到的库仑力、重力不变,小球仍然处在静止状态,则轻杆对B球的作用力不变,故D错误. 9.AD　[解析] 点电荷在O点产生的场强方向如图所示.由几何关系可知θ1=18°,θ2=54°,将5个场强沿x、y轴分解可得Ex=E1cos 54°+E2cos 18°-E4cos 18°-E5cos 54°=-(2cos 54°+cos 18°),Ey=E1sin 54°+E5sin 54°-E4sin 18°-E2sin 18°-E3==0,根据场强叠加原理可知O点电场强度方向沿x轴负方向,大小为(2cos 54°+cos 18°),A、D正确. 10.A　[解析] 小球受重力、水平向左和竖直向上的拉力作用,水平向左和竖直向上的两个拉力大小相等,这两个拉力的合力与水平方向成45°角斜向左上,则重力和电场力的合力也与水平方向成45°角斜向右下,所以球受到的电场力可以斜向右下方或者右上方,但匀强电场方向不会竖直向下,故C、D错误;作出受力分析图如图所示,根据矢量三角形可知,电场力的最小值为F=mgsin θ=mg,球受到的电场力大小可以等于2mg,故A正确,B错误. 11.D　[解析] P点的电场强度为零,说明P点的试探电荷受到带电荷量为Q1、Q2、Q3的三个点电荷的库仑力的合力为零,由于三个库仑力的方向分别在三个点电荷与试探电荷连线上,所以三个库仑力的方向只有两种可能,一种可能如图所示,另一种可能是三个力与图中方向均相反,即电荷量Q1、Q3电性相同,电荷量Q1、Q2电性相反,选项A、B错误;设P点的试探电荷带的电荷量为Q,P点到电荷量为Q3的点电荷的距离为L,则P点到电荷量为Q1的点电荷的距离为Lsin 30°=L,P点到电荷量为Q2的点电荷的距离为=L,根据平衡条件可知-cos 60°=cos 30°,-sin 60°=sin 30°+,解得=-,=-,选项C错误,D正确. 12.(1)q　3个点电荷均为正电荷 (2)q [解析] (1)设A、B和C三点处点电荷的电荷量的绝对值分别为qA、qB和qC.对于M点,根据库仑定律,qA和qB产生的电场沿水平方向,qC产生的电场沿竖直方向.由题目所给条件和电场强度叠加原理有qB=q 且A、B两点处点电荷的正负相同,C点处为正电荷. 设A、B、C三点处的点电荷在N点产生的电场强度大小分别为EA、EB和EC.由平行四边形定则、几何关系及题给条件可知,EA的方向由A指向N,EB的方向由B指向N,如图所示.因此A、B两点处均为正电荷 (2)设三角形边长为2l,由几何关系和点电荷电场强度公式有 EA=k EB=k EC=k 根据几何关系得(EB-EC)tan 30°=EA 联立解得qC=q 所以,C点处点电荷的电荷量为q 学科网（北京）股份有限公司 $