周周练1 电场力的性质 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电场力性质，以题载法构建从概念理解到综合应用的递进训练体系，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念理解|3题（电场线、轨迹分析）|通过电场线疏密比较场强，结合曲线运动轨迹判断受力方向|从电场线物理意义到场强与电场力的因果关系| |规律应用|5题（库仑定律、平衡条件）|多电荷平衡、场强叠加计算，需构建受力分析模型|库仑定律公式推导→平衡条件应用→场强矢量合成| |综合计算|4题（动力学、功能关系）|带电体在复合场中的运动分析，涉及正交分解法|牛顿运动定律→能量观点→复杂场景中的模型迁移|

周周练1 电场力的性质 一、单选题 1．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线（方向未画出）如图1所示，一电子在A、B两点所受的电场力分别为FA和FB，则它们的大小关系为（　　） 图1 A.FA＝FB B。FA＞FB C.FA＜FB D。无法确定 2．如图2所示的电场中，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） 图2 A.粒子一定带负电 B.粒子一定是从a点运动到b点 C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度 3．如图3所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点），以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（　　） 图3 4．相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图4所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是（　　） 图4 A.－q，在A左侧距A为L处 B.－2q，在A左侧距A为处 C.＋4q，在B右侧距B为L处 D.＋2q，在B右侧距B为处 5．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图5。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（　　） 图5 A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向 C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向 6．如图6所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C（可视为点电荷），三小球在一条直线上均处于静止状态，则以下判断正确的是（　　） 图6 A.A对B的电场力一定是引力 B.A对B的电场力可能是斥力 C.A的电荷量可能比B少 D.C的电荷量一定比B少 7．两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图5所示，关于电子的运动，下列说法正确的是（　　） 图7 A.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.电子运动到O时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零 8．如图8所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（　　） 图8 A.a一定带正电，b一定带负电 B.a的速度将减小，b的速度将增加 C.a的加速度将减小，b的加速度将增加 D.两个粒子的动能，一个增大一个减小 二、多选题 9．（多选）如图9所示，质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两小球，分别用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β（α＞β），两小球恰在同一水平线上，那么（　　） 图9 A.两球一定带异种电荷 B.q1一定大于q2 C.m1一定小于m2 D.m1所受的库仑力一定大于m2所受的库仑力 10．（多选）如图11所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（　　） 图10 A.若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B.不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C.若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D.若粒子是从B运动到A，则其速度减小 11．如图11所示，金属板带电荷量为＋Q，质量为m的金属小球带电荷量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（　　） 图11 A.＋Q在小球处产生的场强为E1＝ B.＋Q在小球处产生的场强为E1＝ C.＋q在O点产生的场强为E2＝ D.＋q在O点产生的场强为E2＝ 12．如图12所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q和－Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是（　　） 图12 A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右 B.Fd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上 C.Fd＝Fc＞Fe D.Fd＞Fc＞Fe 三、非选择题 13．如图13所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E，有一质量为m、带电荷量为＋q的物体，以初速度v0从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数。 图13 14．如图14所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为m，分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板上同一点，平衡时，B球偏离竖直方向θ角，A球竖直且与墙壁接触，此时A、B两球位于同一高度且相距L。求： 图14 （1）每个小球带的电荷量q； （2）B球所受绳的拉力T； （3）墙壁对A球的弹力N。 15．如图15所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2kg，所带电荷量为＋2.0×10－8C。现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直线成30°角，绳长L＝0.2m，求：（重力加速度g的大小取10m/s2） 图15 （1）这个匀强电场的电场强度大小。 （2）突然剪断轻绳，小球做什么运动？加速度大小和方向如何？ 16．如图16所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E＝1.25×104N/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MN固定在电场中，杆的下端M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N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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： 图16 （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M端的距离r为多大？ 参考答案 1．答案　B 解析　从电场线的疏密判断，A点的电场强度比B点的电场强度大，故EA＞EB。根据电场力F＝qE知，FA＞FB，故B正确，A、C、D错误。 2．答案　C 解析　做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的内侧，由此可知，带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，A错；粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能是从b点沿轨迹运动到a点，B错误；由电场线的分布可知，电场线在c点的受力较大，加速度一定大于在b点的加速度，C正确；粒子从c到a的过程，电场力与速度成锐角，所以粒子做加速运动，在c点的速度一定小于在a点的速度，D错误；故选C。 3．答案　B 解析　N点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，开始向右运动，根据库仑定律F＝k可得，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律a＝可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B正确。 4．答案　C 解析　A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷在一条直线上，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的引力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须带正电，在B的右侧。设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L＋r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q。则有：＝k，解得r＝L。对点电荷A，其受力也平衡，则：k＝，解得：Q＝4q，即C带正电，电荷量为4q，在B的右侧距B为L处。 5．答案　B 解析　因正电荷Q在O点时，G点的场强为零，则可知两负电荷在G点形成的电场的合场强与正电荷Q在G点产生的场强等大反向，大小为E合＝k；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为E1＝k＝，因两负电荷在G点的合场强与在H点的合场强等大反向，则H点的合场强为E＝E合－E1＝，方向沿y轴负向，故选B。 6．答案　A 解析　三小球在一条直线上处于静止状态，则A、C一定是同种电荷，A、B一定是异种电荷，即“两同夹异”，另外，A和C的电荷量一定大于B的电荷量，即“两大夹小”，选项A正确。 7．答案　C 解析　带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上，中点O处的场强为零，向中垂线的两边先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零。但a点与最大场强点的位置关系不能确定，当a点在最大场强点的上方时，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子的加速度则一直减小，故A、B错误；但不论a点的位置如何，电子在向O点运动的过程中，都在做加速运动，所以电子的速度一直增加，当达到O点时，加速度为零，速度达到最大值，C正确；通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，与所受电场力方向相反，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到与a点关于O点对称的b点时，电子的速度为零。同样因b点与最大场强的位置关系不能确定，故加速度大小的变化不能确定，D错误。 8．答案　C 解析　带电粒子做曲线运动，所受力的方向指向轨迹的内侧，由于电场线的方向未知，所以粒子带电性质不确定，故A错误；从图中轨迹变化来看，速度与力方向的夹角小于90°，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B、D错误。电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确。 9．答案　AC 解析　由于两带电小球相互吸引，所以一定带异种电荷，选项A正确。根据平衡条件可得两球之间的库仑力F＝m1gtanα＝m2gtanβ，因α＞β，所以m1g＜m2g，即m1＜m2，选项C正确。 10．答案　BC 解析　根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧可知粒子所受电场力与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确；电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大。若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确；从B到A过程中电场力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故D错误。故选B、C。 11．答案　BC 解析　金属板不能看作点电荷，在小球处产生的场强不能用E＝计算，故A错误；根据小球受力平衡得小球受电场力F＝mgtanα，由E＝得：E1＝，B正确；小球可看作点电荷，在O点产生的场强E2＝，C正确；根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F＝mgtanα，但金属板不能看作试探电荷，故不能用E＝求场强，D错误。故选B、C。 12．答案　AD 解析　根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示， d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点受电场力方向与场强方向相同，故A正确，B错误；连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上场强由O到无穷远处逐渐减小，因此O点场强是连线上最小的（但不为0），是中垂线上最大的，故Fd>Fc>Fe，故C错误，D正确。 13．答案　 解析　物体受力情况如图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上： f＋mgsinθ＝qEcosθ ① 垂直斜面方向上：mgcosθ＋qEsinθ＝N ② 其中f＝μN ③ 由①②③解得：μ＝ 14．答案　（1）L　（2）　（3）mgtanθ 解析　（1）对B球受力分析如图所示： B球受三个力且处于平衡状态，其中重力与库仑力的合力大小等于绳子拉力的大小，方向与绳子拉力方向相反，由图可知：F＝mgtanθ＝， ① 解得：q＝L （2）由B球的受力分析知， T＝。 ② （3）分析A球的受力情况知N＝F＝k ③ 结合①得N＝mgtanθ。 15．答案　（1）×107N/C　（2）做初速度为0的匀加速直线运动　m/s2　与绳子拉力方向相反 解析　（1）根据共点力平衡得，qE＝mgtan30° 解得E＝×107N/C。 （2）突然剪断轻绳，小球受重力和电场力，初速度为零，做匀加速直线运动。 F合＝＝ma，a＝m/s2 加速度方向与绳子拉力方向相反。 16．答案　（1）3.2m/s2　（2）0.9m 解析　（1）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mgsinθ－－qEcosθ＝ma。 解得：a＝gsinθ－－ 代入数据解得：a＝3.2m/s2。 （2）小球B速度最大时合力为零，即mgsinθ－－qEcosθ＝0 解得：r＝， 代入数据解得r＝0.9m。 学科网（北京）股份有限公司 $