2022年高考物理一轮复习课时作业17电场力的性质-.docx

十七电场力的性质1一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()答案：D解析：因质点做减速运动，故其所受电场力F的方向与v的方向夹角为钝角，又由于质点带负电荷，其所受电场力F与电场强度E方向相反，故只有选项D正确，选项A、B、C错误2如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30角关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是()AEaEbBEaEbCEaEbDEa3Eb答案：D解析：由题图可知，rbra，再由E可知，故D正确3如图所示，O是半径为R的正N边形(N为大于3的偶数)外接圆的圆心，在正N边形的一个顶点A放置一个带电荷量为2q的点电荷，其余顶点分别放置带电荷量均为q的点电荷(未画出)则圆心O处的场强大小为()A.B.C.D.答案：B解析：圆心O处的电场可等效为在正N边形的顶点A放置一个带电荷量为2q的点电荷与过该点直径的另一端的顶点放置一个带电荷量为q的点电荷产生的，由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可得圆心O处的场强大小为Ekk，选项B正确4(多选)如图所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点，放在A、B两点的摸索电荷受到的电场力跟摸索电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则()AA点的电场强度大小为2103 N/CBB点的电场强度大小为2103 N/CC点电荷Q在A、B之间D点电荷Q在A、O之间答案：AC解析：对于电场中任意一点而言，放在该处的摸索电荷的电荷量q不同，其受到的电场力F的大小也不同，但比值是相同的，即该处的电场强度不变，所以Fq图象是一条过原点的直线，斜率越大则场强越大由题图可知A点的电场强度EA2103 N/C，B点的电场强度EB0.5103 N/C，A正确，B错误A、B两点放正、负不同的电荷，受力方向总为正，说明A、B的场强方向相反，点电荷Q只能在A、B之间，C正确5(2021眉山模拟)如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距L.在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q(视为点电荷)，在P点平衡，PA与AB的夹角为，不计小球的重力，则()Atan3Btan CO点场强为零DQ1FB，r1r2，所以Q1Q2，因此O点的场强不为零，故C、D均错误6(2021河北石家庄质检)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AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A.EB.C.ED.E答案：A解析：左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量为q的右半球面的电场的合电场，则EE，E为带电荷量为q的右半球面在M点产生的场强大小带电荷量为q的右半球面在M点的场强大小与带电荷量为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，ENEEE，则A正确7如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q0)将另一个带电荷量也为q(q0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处于等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120，则此时摆线上的拉力大小等于()A.mgBmgC2D.答案：B解析：对a处小球进行隔离分析，如图所示，小球处于平衡状态，则FOasin 30Fqcos 30mgFOacos 30FqFqsin 30联立解得FOamg，又利用对称性可知FOaFOb.8(2021湖北武汉模拟)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四周体，如图所示已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为()A.B.C.D.答案：C解析：3kcos mg，sin ，联立解得q.9(多选)用电场线能很直观、很便利地比较电场中各点场强的强弱如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称则()AB、C两点场强大小和方向都相同BA、D两点场强大小相等，方向相反CE、O、F三点比较，O的场强最强DB、O、C三点比较，O的场强最弱答案：ACD解析：观看等量异种点电荷电场的电场线可以得出B与C两点、E与F两点、A与D两点的电场强度分别相等，所以选项A正确又从O点开头沿中垂线到无限远电场强度渐渐减小到零，选项C正确在两电荷连线之间从中点向两边电场强度渐渐增大，所以选项D正确故正确答案为A、C、D.10(多选)如图所示，用长L0.50 m的绝缘轻质细线，把一个质量m1.0 g的带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d5.0 cm，两板间电压U1.0103 V静止时，绝缘细线偏离竖直方向角，小球偏离竖直线的距离a1.0 cm.取g10 m/s2.则下列说法正确的是()A两板间电场强度的大小为2.0104 V/mB小球带的电荷量为1.0108 CC若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动D若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动答案：ABD解析：设两板间的电场强度为E，依据匀强电场的场强和电势差的关系得E V/m2.0104 V/m，A项正确；小球静止时受力平衡，由平衡条件得qEmgtan ，解得q，由于角很小，所以tan sin ，解得q1.0108 C，B项正确，细线剪断时，由于小球受到重力和电场力的合力为恒力，且小球初速度为零，故小球做初速度为零的匀加速直线运动，C项错，D项正确11反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的震荡来产生微波，其震荡原理与下述过程类似如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开头，在电场力作用下沿直线在A、B两点间来回运动已知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电荷量q1.0109 C，A点距虚线MN的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽视相对论效应求：(1)B点到虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经受的时间t.答案：(1)0.5 cm(2)1.5108 s解析：(1)带电微粒由A运动到B，有|q|E1d1|q|E2d20由式解得d2d10.50 cm(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，有|q|E1ma1|q|E2ma2设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，有d1a1td2a2t又tt1t2联立式解得t1.5108 s12竖直平面xOy内有一半径为R m的圆O与坐标系的原点重合的圆形区域，如图所示，在圆心O处有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v01 m/s、质量为m1106 kg、带电荷量为q1108 C的油滴圆形区域内的匀强电场方向沿y 方向，电场强度E8102 N/C.不考虑油滴间的相互作用，取g10 m/s2.求：(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴，在电场中运动的时间；(2)射出圆形电场区域的油滴的最大动能答案：(1)1 s(2)3.3106 J解析：(1)油滴沿x轴方向做匀速运动，速度为v0，沿y方向做匀加速运动，加速度为amg|q|Ema，yat2沿x轴方向做匀速运动：xv0tx2y2R2解得：t1 s.(2)重力和电场力的合力做功最多的油滴射出圆形电场的动能最大，从喷枪喷出的油滴，沿y方向射出的油滴有最大动能Ekm(mg|q|E)REkmmvEkmmv(mg|q|E)R代入数据解得Ekm3.3106 J.13如图所示，一根长为L1.5 m的光滑绝缘细直杆MN竖直固定在电场强度大小为E1.0105 N/C、与水平方向成30角的斜向上的匀强电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，带电荷量为Q4.5106 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，带电荷量为q1.0106 C，质量为m1.0102 kg.现将小球B从杆的N端由静止释放，小球B开头运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，g10 m/s2)(1)求小球B开头运动时的加速度a；(2)当小球B的速度最大时，求小球距M端的高度h1；(3)若小球B从N端运动到距M端的高度为h20.61 m时，速度v1.0 m/s，求此过程中小球B电势能的转变量Ep.答案：(1)3.2 m/s2(2)0.9 m(3)8.4102 J解析：(1)开头运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力的作用，沿杆的方向运动，由牛顿其次定律得mgqEsin ma解得a3.2 m/s2.(2)小球B速度最大时受到的合力为零，即qEsin mg代入数据得h10.9 m.(3)小球B在从开头运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3，则依据动能定理得W1W2W3mv2W1mg(Lh2)又由功能关系知Ep|W2W3|代入数据得Ep8.4102 J