2027届高三物理一轮复习-专项训练 电场的性质

电场的性质

一、单选题

1．如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，已知。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（     ）

A．A球的质量大于B球的质量

B．此过程中点电荷对B球的库仑力大小不变

C．B球的轨迹是一段圆弧

D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐新减小

2．如图所示，带电荷量为6Q（）的球1固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。g为重力加速度，球的大小可忽略，下列说法正确的是（　　）

A．球3可能带负电 

B．球3在间做简谐运动

C．球3运动至a点的速度大小为 

D．球3在a点时的加速度大小是在ab中点时的4倍

3．如图所示，正方体ABCD-A'B'C'D'的顶点A、D'处有带电量为－q（q>0）的点电荷，B、C'处有带电量为+q的点电荷，O点为正方体的中心，取无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（　　）

A．O点的电势为0

B．O点场强为0

C．A'与C点场强大小、电势均相同

D．A'与C点场强大小、电势均不相同

4．如图所示，两个电量为的点电荷和一个电量为的点电荷附近的电场线分布如图所示，d是两负电荷连线的中点，c、d两点到中间负电荷的距离相等，则（　　）

A．c点电势高于d点

B．b点与e点的电场强度相同

C．将某正试探电荷从a点运动到b点过程中电场力做负功

D．某负试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

5．如图是某电场的部分电场线分布图。M、N、Q是以电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。以下说法正确的是（　　）  

A．点电势与点电势相等

B．将一正电荷由点移到点，电荷的电势能减少

C．间的电势差等于间的电势差

D．将一正电荷放在点，正电荷所受电场力沿与垂直的方向竖直向上

6．如图所示，两个带电量大小为q1、q2的试探电荷分别位于点电荷Q（电性未知）产生的电场中A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移至无穷远的过程中，克服电场力做的功相等。现将q1、q2的位置互换（忽略检验电荷对电场分布的影响），设此时q1在B点的电势能为Ep1，q2在A点的电势能为Ep2。则（   ）

A．q1 > q2，Ep1 > Ep2 

B．q1 > q2，Ep1 < Ep2

C．q1 < q2，Ep1 > Ep2 

D．q1 < q2，Ep1 < Ep2

7．如图所示，半径为R、圆心在O点的绝缘光滑圆环固定在竖直面内，环上套着一个质量为m的带正电小球，两个等量异种点电荷分别固定在圆环平面内过O点的水平虚线上E、F两点，且EO=FO>R。小球以初速度v0从A点开始沿逆时针方向运动，不考虑小球的运动对两个点电荷形成的电场的影响，小球可视为质点，重力加速度大小为g。下列判断正确的（　　）

A．在A、C两点，小球所受电场力不同

B．从A经B到C点，小球的电势能先减小后增大

C．从B经C到D点，电场力对小球先做正功后做负功

D．在C点，小球对圆环的作用力大小为

8．如图所示，是棱长为的正三棱锥，、、分别为、和边的中点，正三棱锥的顶点、和分别固定有电荷量为、和的点电荷，则（　　）

A．点的电势低于点的电势

B．将质子由移动到，静电力做正功

C．点的电势高于点的电势

D．、两点的电场强度相同

9．太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，为大圆的圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，、、在同一直线上， 为大圆的直径且与连线垂直，C、D为关于点对称的两点，在、两点分别固定电荷量相等的同种正点电荷，整个空间只有、处点电荷产生的电场。下列说法正确的是（    ）

A．C、D两点电势不相等

B．把质子由A沿直线移到B的过程中，质子的电势能先减小后增大

C．把电子由A沿直线移到B的过程中，电子所受电场力先增大后减小

D．将电子（不计重力）从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动

10．如图所示，真空中的正方体空间中固定有等量的正电荷，下列说法正确的是（　　）

A．点比点电势高 

B．点比点电势高

C．点和点场强大小相等方向相反 

D．点和点场强大小相等方向相反

二、多选题

11．质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为+2q。在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图所示，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）

A．B球的电荷量为+2q 

B．C球的电荷量为

C．三个小球一起运动的加速度为 

D．恒力F的大小为

12．带电粒子绕着带电量为+Q的点电荷顺时针转动，其轨迹为椭圆，周期为T。点电荷固定在椭圆左焦点F上，带电粒子电量为-q；已知椭圆半短轴为b，半长轴为a，规定无穷远处电势为0，电势计算公式为，椭圆的面积，下列说法正确的是（　　）

A．在椭圆轨道半短轴顶点B的电势

B．带电粒子从A到B的运动过程中，电场力对带电粒子做的功

C．带电粒子从A到B的时间为

D．带电粒子从A到B的时间为

13．如图所示，是边长为L的等边三角形，电荷量为—q（q>0）的点电荷固定在A点，先将一电荷量也为—q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到B点，此过程中电场力对Q1做功为，再将Q1从B点沿BC移到C点并固定，最后将一电荷量为+3q的点电荷Q2从无穷远处移到B点，已知静电力常量为k。则（　　）

A．Q1移入之前，B、C两点电势不相等

B．Q1从B点移到C点的过程中，其电势能先增大后减小

C．Q2从无穷远处移到B点的过程中，电场力对Q2做功为6W

D．Q2在B点所受电场力大小为

《电场的性质》参考答案

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
答案	C	D	A	A	B	C	D	C	D	D
题号	11	12	13
答案	AC	AD	BC

 

1．C

【详解】AC．由于这个系统是缓慢变化的，所以处于平衡态，A球保持平衡时绳上拉力与A球的重力大小相等，即

对B球受力分析，受到自身重力、绳的拉力和BC之间的库仑力，如下图所示

B球受到的三个力刚好与的三个边方向相同，满足

由于A球与B球的质量不变，且OC长度不变，所以整个比例式的比值是不变的，OB的长度也不变，B球的运动轨迹应该是一个圆弧。

由于，所以，故A错误，C正确；

B．根据比例式可知随着B球下降，BC减小，所以库仑力减小，故B错误；

D．随着B球的下降，减小，绳上拉力T不变，所以轻绳对滑轮的作用力为

作用力F是增大的，故D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．由题意根据几何关系可知三小球构成一个等边三角形，根据库仑定律可知小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3之间一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误；

B．由于球2对球3的电场力作用，球3做的并不是简谐运动，故B错误；

C．球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球3从b到a的过程中，小球2对小球3做功为0，弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有

解得，故C错误；

D．小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，有

设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有

解得

小球运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知

解得

而球3运动至中点时，弹簧弹力为0，在沿斜面方向有

解得

因此，故D正确。

故选D。

3．A

【详解】AB．O点既位于AB的垂直平分面上，也位于C'D'的垂直平分面上，若取无穷远处电势为0，则等量异种电荷连线的垂直平分面上电势为0，所以O点的电势为0；等量异种电荷连线的垂直平分面上各点的电场强度方向平行于两电荷连线并指向负电荷一侧，所以A、B两点的点电荷在O点产生的合电场强度EO1方向平行于AB且指向ADD'A'面，且C'、D'两点的点电荷在O点产生的合电场强度EO2方向平行于C'D'也指向ADD'A'面，即EO1和EO2方向相同，所以O点场强不为0，故A正确，B错误；

CD．因为A'到A和D'的距离大于其到B和C'的距