专题01 电场力的性质 专项训练-2026-2027学年高二下学期物理人教版必修第三册
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内容正文:
专题01 电场力的性质
4大高频考点概览
考点01 电荷 库仑定律
考点02 电场强度及其矢量运算
考点03 电场线
考点04 静电现象
考点01
电荷 库仑定律
一、单选题
1.带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,则关于验电器金属小球a和金属箔b,下列说法正确的是( )
A.a、b都带正电 B.a、b都带负电
C.a带负电、b带正电 D.a带正电、b带负电
【答案】C
【详解】由题图可知,验电器本来不带电,带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使得金属小球带负电,金属箔带正电。
故选C。
2.现有三个完全相同的金属小球,各球之间的距离远大于小球的直径。球1和球2分别固定在两个绝缘支架上,且球2所带电荷量的大小是球1所带电荷量大小的倍。球3不带电且离球1和球2很远,此时球1和球2之间的斥力大小为。先移动球3与球2接触,再与球1接触,最后将球3移至远处,此时球1、2之间作用力仍为斥力,大小也仍为,则的数值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设球1带电量为,因球1、2之间为斥力,故二者带同种电荷,球2带电量为,初始库仑力满足
球3与球2接触:完全相同的金属球接触后电量平分,球2、球3的电量均变为;
球3再与球1接触:总电量为,平分后球1的电量变为
球2电量仍为,此时1、2之间库仑力仍为,因此
约去公共项(),得
解得
故选B。
3.如图,真空中有5个相同的可视为质点的金属小球,相邻两球的球心间的距离均为,第1个球的电荷量为,其余球不带电。现将第2、3、4个球依次与第1个球接触后置于无穷远处,最后将第5个球与第1个球接触后放回原处。已知静电力常量为,则放回原处的第5个球与第1个球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依据电荷均分原理,第2、3、4、5个球依次与第1个球接触后,第1个球与第5个球的电荷量均为,依据库仑定律得
故选A。
4.竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带同种电荷,现用水平向左的推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示。如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A.小球A对竖直墙壁的压力减小 B.两小球之间的距离减小
C.地面对小球B的支持力增大 D.推力F增大
【答案】A
【详解】AB.对A球受力分析,如图所示
设B对A的库仑力与墙壁的夹角为θ,根据平衡条件可得,
将小球B向左推动少许时,θ减小,则竖直墙面对小球A的弹力N1减小,库仑力减小,根据库仑定律可知,两球之间的距离增大,根据牛顿第三定律可知,小球A对竖直墙壁的压力减小,故A正确,B错误;
CD.对AB整体受力分析,如图所示
根据平衡条件可得,
由于N1减小,则F减小,N2不变,即地面对小球B的支持力不变,故CD错误。
故选A。
5.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均视为点电荷),沿同一直线以相同速度v匀速运动,则下列说法正确的是( )
A.若c与b互换位置,三个带电小球依旧能以相同速度v匀速运动
B.a对b的静电力可能是斥力
C.a的电荷量比b的电荷量大
D.若给a施加一个水平恒力,则三个球能一起运动且相互间的距离保持不变
【答案】C
【详解】A.三个带电小球沿同一直线以相同速度匀速运动,说明受力平衡,根据库仑力分析可知a、c小球带同种电荷,b球与a、c小球带异种电荷。若c与b互换位置,根据库仑力分析可知,三个带电小球无法保持平衡,只有符合“两同夹异”才能保持平衡状态,所以c与b互换位置,三个带电小球不能以相同速度匀速运动,故A错误。
B.只有符合“两同夹异”才能保持平衡状态,所以a对b的静电力一定是吸引力,故B错误。
C.根据受到的库仑力特点分析可知,只有b的电荷量较小,对a、c的库仑力才可能和a、c间的库仑力平衡,即电荷量“两大夹小”才能保持平衡状态,所以a的电荷量比b的电荷量大,故C正确。
D.假设给a施加一个向右的恒力后,三个球能向右运动且相互间的距离保持不变,以三个小球组成的系统为研究对象可得,三个球的加速度方向向右,以小球c为研究对象可得,小球c的受力不变,加速度为0,所以与假设相矛盾,故D错误。
故选C。
6.用绝缘细线悬挂两个大小相同的小球,它们带有同种电荷,质量分别为m1和m2,带电量分别为q1和q2,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角和,且两球静止时同处一水平线上,若,则下述结论正确的是( )
A.q1一定等于q2 B.一定满足
C.m1一定等于m2 D.必然同时满足q1=q2,m1=m2
【答案】C
【详解】A.题中电荷电量可能不同,也可能相同,但各自所受的电场力大小却相同,方向相反,故A错误;
BCD.根据共点力平衡条件可得,
联立,解得
由于,则有,故C正确,BD错误。
故选C。
二、多选题
7.关于电荷和电场,下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,,元电荷也叫电子
B.法拉第提出电场的观点,并引入电场线来描述电场
C.由电场强度的定义式,可知E与F成正比,与q成反比
D.电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向
【答案】BD
【详解】A.元电荷,是自然界最小的电荷量,电子是实物粒子,带有大小等于元电荷的负电,故元电荷不叫电子,故A错误;
B.法拉第最早提出 “电场” 的概念,并且引入电场线直观描述电场的强弱与方向,故B正确;
C.电场强度E是电场本身的固有属性,只由场源电荷和位置决定,与试探电荷受力F、试探电荷电荷量q无关,不能说E和F成正比、和q成反比,故C错误;
D.电场线上每一点的切线方向代表该点场强方向,若两条电场线相交,交点处会出现两个切线方向,对应两个场强方向,矛盾,因此电场线永不相交,故D正确。
故选BD。
三、解答题
8.如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平地面上。已知A、B、C间的距离均为L,A、B小球的带电量均为+q。若在小球C上加一个方向水平向右、大小未知的恒力F,恰好能使三个小球共同向右运动(相对静止)。已知静电力常量为k,求:
(1)C球电性
(2)C球所带电荷量;
(3)外力F的大小;
【答案】(1)负电荷
(2)
(3)
【详解】(1)由于质量均为m的三个球保持相对静止,则它们的合力相同,三球组成的系统所受合外力为F,方向水平向右,所以系统加速度水平向右,每个球受到的合力水平向右,A球受力如图所示
A、C间为引力,因此C与A、B电性相反,C带负电。
(2)对A球分析
即
解得C球所带电荷量
(3)对三个球组成的系统,由牛顿第二定律得
对A球,由牛顿第二定律得
解得
考点02
电场强度及其矢量运算
一、单选题
9.如图,两个完全相同的金属小球a、b位于等边三角形的两个顶点上,c点位于第三个顶点。a带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小。则c点的电场强度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】小球a在c点产生的场强方向沿ac直线指向右下方,小球b在c点产生的场强方向沿cb直线指向右上方,且小球b在c点产生的场强大于小球a在c点产生的场强,故合场强应斜向右上方。
故选 B。
10.如图所示,在平面内有一以点为中心的正五边形,顶点到点的距离为。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、的正点电荷,且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为,则点的电场强度( )
A.大小为,方向沿与轴负方向成夹角斜向下
B.大小为,方向沿轴负方向
C.大小为,方向沿与轴负方向成夹角斜向下
D.大小为,方向沿轴负方向
【答案】B
【详解】根据题意如图
根据对称性可知,O点的电场强度简化为下图中点电荷产生的矢量和,则
可得
方向沿轴负方向。
故选B。
11.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,。已知M点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】把原半球面补成均匀带电的整球壳,补上的半球面也带电。由题给球壳在球外的等效关系,整球壳在距球心的点产生的场强大小为
原半球面与补全半球面关于对称,点和点也关于对称,因此补全半球面在点产生的场强大小,等于原半球面在点产生的场强大小。图中虚线表示补全的半球面。
两半球面在点产生的场强均沿轴线向左。设原半球面在点的场强大小为,由电场叠加得
所以
故选A。
12.如图甲所示,a、b、c为同一水平直线上的三点,在点c右边固定着两点电荷Q1、Q2,t=0时一电荷量为+q的试探电荷从b点沿着ba方向运动,初速度大小为vb,t0时刻到达a点,其v-t图像如图乙所示,若Q1带负电,则( )
A.从c点到a点电势先减小后增大
B.Q2一定带正电,且电荷量大于Q1
C.c点和b点之间可能存在电场强度为零的点
D.c点电场强度方向一定水平向左
【答案】B
【详解】A.由图像可知,在a、b之间存在加速度为零的位置,即在a、b之间某位置(设为d点)场强为零,且由图乙可知粒子从b到a,速度先减小后增大,可知d点右侧+q受到的电场力方向向右,可知d点左侧+q受到的电场力方向向左,则从c点到a点,电场力对+q先做负功后做正功,所以从c点到a点电势能先增大后减小,则电势先增大后减小,故A错误;
BC.由于在a、b之间某位置场强为零,因Q1带负电,可知Q2一定带正电,因Q2距离场强为零的位置较远,可知Q2带电量一定大于Q1带电量,根据电场强度的叠加可知c点和b点之间不可能存在电场强度为零的点,故B正确,C错误;
D.由于在场强为0的点的右侧+q受到的电场力方向向右,则电场强度方向向右,即c点电场强度方向一定水平向右,故D错误。
故选B。
13.如图所示,有一对等量异种电荷分别位于空间中的点和点,以点和点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷,以下判断正确的是( )
A.试探电荷在点和点受电场力相同
B.试探电荷在点和点场强相同
C.将负试探电荷沿任何路径从移到,电场力都做正功
D.在点和点连线的中点电场强度为零
【答案】B
【详解】A.根据等量异种电荷电场线的分布情况和对称性可知,b点和d点场强大小相等、方向不同,则试探电荷在点和点受力大小相等,方向不同,故A错误;
B.根据等量异种电荷的电势分布,c点和h点场强大小相等,方向相同,故B正确;
C.负试探电荷在a点电势能低,在f点电势能高,所以负试探电荷沿任何路径从a点移到f点,电势能增加,电场力都做负功,故C错误;
D.a点和f点连线的中点即为等量异种电荷所连直线中点,二者连线中点处两个电荷产生的电场强度大小相等、方向相同,合场强不为零,故D错误。
故选B。
考点03
电场线
一、单选题
14.如图甲,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个电子从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.A点的场强小于B点的场强
B.A点电势比B点电势低
C.该电场线的方向由A指向B
D.电子在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】B
【详解】BC.电子由静止开始从A运动到B,由乙图像可知电子做加速度减小的加速运动,根据牛顿第二定律可知电场力方向从A到B,因电子的电场力方向与电场线方向相反,故电场线方向由B指向A,又根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知A点电势低于B点电势,故B正确,C错误;
A.根据速度时间图线的斜率表示加速度,从乙图斜率可知,加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律可知电子受的电场力在减小,由电场强度定义式可知,A点电场强度大于B点电场强度,故A错误;
D.根据负电荷在电势越低的点,其电势能越大,因A点电势低于B点电势,故电子在A点的电势能大于在B点的电势能,故D错误。
故选B。
15.如图所示,一对等量异种点电荷固定在水平线上的两点,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点,下列说法正确的是( )
A.E、F两点电场强度大小相等、方向相反
B.E、O、F三点中,O点电场强度最小
C.B、O、C三点中,O点电场强度最小
D.从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
【答案】C
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线分布规律可知,关于两点电荷连线的中点对称的所有点的电场强度大小相等、方向相同,由于、是连线中垂线上关于对称的两点,则、两点电场强度大小相等,方向相同,故A错误;
B.在两点电荷连线的中垂线上,由垂足往两侧的电场强度逐渐减小,结合上述可知,、、三点中,点电场强度最大,故B错误;
C.在两点电荷之间的连线上,由中点往两侧,电场强度逐渐增大,则、、三点中,点电场强度最小,故C正确;
D.由上述可知,电子从点向点运动的过程,电场强度逐渐减小,电子所受静电力逐渐减小,加速度逐渐减小,故D错误。
故选C。
16.某电场的电场线分布如图所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度
D.粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
【答案】A
【详解】A.做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,故A正确;
B.粒子可能是从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,故B错误;
C.由电场线的疏密程度可知,c点处电场线密集,场强较大,粒子在c点处受静电力较大,加速度一定大于在b点的加速度,故C错误;
D.若粒子从c运动到a,静电力与速度方向成锐角,所以粒子做加速运动,若粒子从a运动到c,静电力与速度方向成钝角,所以粒子做减速运动,故粒子在c点的速度一定小于在a点的速度,故D错误。
故选A。
二、多选题
17.在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,是两电荷的连线,是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A.中点的电场比中点的电场强
B.O点的电场与上各点相比是最弱的
C.正电荷从O点移动到H点,加速度先增大后减小
D.若将处换为+Q,由静止释放的电子从运动到电场力先做正功后做负功
【答案】BD
【详解】A.根据等量异种点电荷电场线的分布规律,利用对称性可知,OM中点电场线分布的密集程度与ON中点电场线分布的密集程度相同,则OM中点的电场强度与ON中点的电场强度相同,故A错误;
B.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,在MN连线上,O点电场线分布的密集程度最小,则O点的电场与MN上各点相比是最弱的,故B正确;
C.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,从O点到H点,电场线分布的密集程度逐渐减小,则电场强度逐渐减小,正电荷从O点移动到H点,电场力逐渐减小,则加速度逐渐减小,故C错误;
D.若将处换为+Q,根据等量同种点电荷电场线的分布规律可知,从到,电场强度方向先向上后向下,则静止释放的电子从运动到所受电场力方向先向下后向上,则电场力先做正功后做负功,故D正确。
故选BD。
18.如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子( )
A.带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
B.带正电
C.在a、b两点时速度大小va>vb,与运动方向无关
D.在a、b两点的加速度aa<ab
【答案】AC
【详解】B.根据带电粒子的运动轨迹可知,该带电粒子做曲线运动,而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间,并且合外力指向轨迹的凹侧面,结合点电荷形成的电场的电场线的分布特征,可知带电粒子所受静电力指向场源电荷,由此可知该带电粒子电性与场源电荷的电性相反,由于场源电荷电性未知,故不能确定带电粒子电性,故B错误;
D.电场线越密集的地方电场强度越大,a点的电场线比b点的密集,因此粒子在a点所受电场力大于在b点所受电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在a点的加速度大于在b点的加速度,故D错误;
AC.若粒子从a到b运动,可知其速度方向与所受电场力方向之间的夹角为钝角,电场力做负功,电势能增大,动能减小,则粒子在a点的速度大于在b点的速度,带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能;同理若粒子从b到a运动,电场力做正功,动能增大,电势能减小,则粒子在a点的速度仍大于在b点的速度,与运动方向无关,故AC正确。
故选AC。
19.如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷、,电荷周围的电场线分布如图所示。为两点电荷、连线的中垂线,且、点到点距离相同,、为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A.点附近的电场强度为零
B.点的电场强度小于点的电场强度
C.点的电场强度和点的电场强度相同
D.把电子从点移动到点,电场力先做正功,后做负功
【答案】BD
【详解】A.设点电荷、带电量为,与点的距离为,则、在点的电场强度大小相等,方向相反,满足
由于场强是矢量,故、在点的合场强为零,但点附近其余位置的场强矢量叠加后不为0,故A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,点比点更靠近点电荷,处电场线更密,因此点场强大小小于点,故B正确;
C.电场强度是矢量,点场强方向沿中垂线向上,点场强方向沿中垂线向下,二者方向不同,因此电场强度不同,故C错误;
D.电场线的方向为正试探电荷的受力方向,电子受力方向与电场线方向相反;从点到点,电场强度方向竖直向上,从点到点,电场强度方向竖直向下;把电子从点移动到点,电场力先向下后向上,故电场力先做正功,后做负功,故D正确。
故选BD。
考点04
静电现象
一、单选题
20.某同学采用如图装置做静电感应的实验,在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关、均断开,导体左端带正电,导体右端带负电
B.若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C.若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电,导体带负电
D.若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体不带电
【答案】D
【详解】A.若开关、均断开,由于静电感应,导体M左端(近端)带负电,导体N右端(远端)带正电,故A错误;
B.若开关、均闭合,导体M左端感应出负电荷,而导体N通过接地线使其右端感应出来的正电荷被从大地上来的负电荷中和,所以导体M左端带负电,导体N不再带电,故B错误;
C.若只闭合开关,由于静电感应,导体M左端带负电,导体N右端不带电。接着将M、N分开,再移走带电小球,导体M带的负电荷通过开关会流向大地,这种情况下导体M、N均不再带电,故C错误;
D.若只闭合开关,一旦移走带电小球时,导体M左端感应出来的负电荷通过开关回到大地,静电感应现象消失,金属导体整体不带电。最后将M、N分开,则M和N均不带电,故D正确。
故选D。
21.如图所示,在电荷量均为的等量异种点电荷A、B的电场中,放置一不带电的导体,A、B间的距离为,中点为的中点,静电力常量为。当达到静电平衡后,感应电荷在点产生的电场强度的大小和方向分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】导体达到静电平衡后,内部任意一点的合场强为零。点在导体内部,因此点的合场强为零,即
所以感应电荷在点产生的场强与外部电荷A、B在点产生的场强等大反向。
A为正电荷,在点产生的场强方向为,大小为
B为负电荷,在点产生的场强方向为,大小也为
由于点是A、B的中点,且A正B负,两场强方向相同,所以外部合场强大小为,方向为
因此感应电荷在点产生的场强,方向为,即
故选C。
二、多选题
22.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置放置一正电荷,图中画出了其空间电场的电场线分布情况,符合实际情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】BCD.把正电荷放在金属球壳内部,由于静电感应的作用,在球壳的内壁会感应出负电荷,在球壳的外壁会感应出正电荷,所以在金属球壳的壳壁之间,由于正电荷的电场和感应电场的共同作用,在金属球壳的壳壁之间的电场强度为零,所以在金属球壳的壳壁之间没有电场线,球壳外部的电场分布情况不会受到影响,BC错误,D正确;
A.图中球壳接地,球壳外表面的感应正电荷会被大地中和,球壳外部空间不存在电场,A正确。
故选AD。
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试卷第7页(共16页)
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专题01 电场力的性质
4大高频考点概览
考点01 电荷 库仑定律
考点02 电场强度及其矢量运算
考点03 电场线
考点04 静电现象
考点01
电荷 库仑定律
一、单选题
1.带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,则关于验电器金属小球a和金属箔b,下列说法正确的是( )
A.a、b都带正电 B.a、b都带负电
C.a带负电、b带正电 D.a带正电、b带负电
2.现有三个完全相同的金属小球,各球之间的距离远大于小球的直径。球1和球2分别固定在两个绝缘支架上,且球2所带电荷量的大小是球1所带电荷量大小的倍。球3不带电且离球1和球2很远,此时球1和球2之间的斥力大小为。先移动球3与球2接触,再与球1接触,最后将球3移至远处,此时球1、2之间作用力仍为斥力,大小也仍为,则的数值为( )
A. B. C. D.
3.如图,真空中有5个相同的可视为质点的金属小球,相邻两球的球心间的距离均为,第1个球的电荷量为,其余球不带电。现将第2、3、4个球依次与第1个球接触后置于无穷远处,最后将第5个球与第1个球接触后放回原处。已知静电力常量为,则放回原处的第5个球与第1个球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
4.竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带同种电荷,现用水平向左的推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示。如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A.小球A对竖直墙壁的压力减小 B.两小球之间的距离减小
C.地面对小球B的支持力增大 D.推力F增大
5.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均视为点电荷),沿同一直线以相同速度v匀速运动,则下列说法正确的是( )
A.若c与b互换位置,三个带电小球依旧能以相同速度v匀速运动
B.a对b的静电力可能是斥力
C.a的电荷量比b的电荷量大
D.若给a施加一个水平恒力,则三个球能一起运动且相互间的距离保持不变
6.用绝缘细线悬挂两个大小相同的小球,它们带有同种电荷,质量分别为m1和m2,带电量分别为q1和q2,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角和,且两球静止时同处一水平线上,若,则下述结论正确的是( )
A.q1一定等于q2 B.一定满足
C.m1一定等于m2 D.必然同时满足q1=q2,m1=m2
二、多选题
7.关于电荷和电场,下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,,元电荷也叫电子
B.法拉第提出电场的观点,并引入电场线来描述电场
C.由电场强度的定义式,可知E与F成正比,与q成反比
D.电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向
三、解答题
8.如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平地面上。已知A、B、C间的距离均为L,A、B小球的带电量均为+q。若在小球C上加一个方向水平向右、大小未知的恒力F,恰好能使三个小球共同向右运动(相对静止)。已知静电力常量为k,求:
(1)C球电性
(2)C球所带电荷量;
(3)外力F的大小;
考点02
电场强度及其矢量运算
一、单选题
9.如图,两个完全相同的金属小球a、b位于等边三角形的两个顶点上,c点位于第三个顶点。a带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小。则c点的电场强度可能是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,在平面内有一以点为中心的正五边形,顶点到点的距离为。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、的正点电荷,且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为,则点的电场强度( )
A.大小为,方向沿与轴负方向成夹角斜向下
B.大小为,方向沿轴负方向
C.大小为,方向沿与轴负方向成夹角斜向下
D.大小为,方向沿轴负方向
11.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,。已知M点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为( )
A. B. C. D.
12.如图甲所示,a、b、c为同一水平直线上的三点,在点c右边固定着两点电荷Q1、Q2,t=0时一电荷量为+q的试探电荷从b点沿着ba方向运动,初速度大小为vb,t0时刻到达a点,其v-t图像如图乙所示,若Q1带负电,则( )
A.从c点到a点电势先减小后增大
B.Q2一定带正电,且电荷量大于Q1
C.c点和b点之间可能存在电场强度为零的点
D.c点电场强度方向一定水平向左
13.如图所示,有一对等量异种电荷分别位于空间中的点和点,以点和点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷,以下判断正确的是( )
A.试探电荷在点和点受电场力相同
B.试探电荷在点和点场强相同
C.将负试探电荷沿任何路径从移到,电场力都做正功
D.在点和点连线的中点电场强度为零
考点03
电场线
一、单选题
14.如图甲,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个电子从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.A点的场强小于B点的场强
B.A点电势比B点电势低
C.该电场线的方向由A指向B
D.电子在A点的电势能小于在B点的电势能
15.如图所示,一对等量异种点电荷固定在水平线上的两点,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点,下列说法正确的是( )
A.E、F两点电场强度大小相等、方向相反
B.E、O、F三点中,O点电场强度最小
C.B、O、C三点中,O点电场强度最小
D.从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
16.某电场的电场线分布如图所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度
D.粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
二、多选题
17.在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,是两电荷的连线,是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A.中点的电场比中点的电场强
B.O点的电场与上各点相比是最弱的
C.正电荷从O点移动到H点,加速度先增大后减小
D.若将处换为+Q,由静止释放的电子从运动到电场力先做正功后做负功
18.如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子( )
A.带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
B.带正电
C.在a、b两点时速度大小va>vb,与运动方向无关
D.在a、b两点的加速度aa<ab
19.如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷、,电荷周围的电场线分布如图所示。为两点电荷、连线的中垂线,且、点到点距离相同,、为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A.点附近的电场强度为零
B.点的电场强度小于点的电场强度
C.点的电场强度和点的电场强度相同
D.把电子从点移动到点,电场力先做正功,后做负功
考点04
静电现象
一、单选题
20.某同学采用如图装置做静电感应的实验,在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关、均断开,导体左端带正电,导体右端带负电
B.若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C.若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电,导体带负电
D.若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体不带电
21.如图所示,在电荷量均为的等量异种点电荷A、B的电场中,放置一不带电的导体,A、B间的距离为,中点为的中点,静电力常量为。当达到静电平衡后,感应电荷在点产生的电场强度的大小和方向分别为( )
A., B.,
C., D.,
二、多选题
22.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置放置一正电荷,图中画出了其空间电场的电场线分布情况,符合实际情况的是( )
A. B.
C. D.
试卷第8页(共8页)
试卷第7页(共8页)
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