2020屆高考物理二輪復習 瘋狂專練11 電場力的性質(zhì)（含解析）

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1、電場力的性質(zhì) 專練十一 電場力的性質(zhì) 一、考點內(nèi)容 (1)電荷守恒、靜電現(xiàn)象及解釋；(2)點電荷、庫侖定律；(3)電場強度、電場線、電場強度的疊加。 二、考點突破 1．如果空氣中的電場很強，使得氣體分子中帶正、負電荷的微粒所受的相反的靜電力很大，以至于分子破碎，于是空氣中出現(xiàn)了可以自由移動的電荷，那么空氣變成了導體，這種現(xiàn)象叫做空氣的“擊穿”。已知高鐵上方的高壓電接觸網(wǎng)的電壓為27.5 kV。陰雨天時當雨傘傘尖周圍的電場強度達到2.5×104 V/m時空氣就有可能被擊穿。因此乘客陰雨天打傘站在站臺上時，傘尖與高壓電接觸網(wǎng)的安全距離至少為(　　) A．0.6 m

2、 B．1.1 m C．1.6 m D．2.1 m 2．在場強為E＝k的勻強電場中，取O點為圓心，r為半徑作一圓周，在O點固定一帶電荷量為＋Q的正點電荷，ac、bd為相互垂直的兩條直徑，其中bd與電場線平行，不計試探電荷的重力，如圖所示。則(　　) A．把一正試探電荷＋q放在a點，試探電荷恰好處于平衡 B．把一負試探電荷－q放在b點，試探電荷恰好處于平衡 C．把一負試探電荷－q放在c點，試探電荷恰好處于平衡 D．把一正試探電荷＋q放在d點，試探電荷恰好處于平衡 3．(多選)如圖為靜電除塵器除塵機原理示意圖，塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作

3、用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的，下列表述正確的是(　　) A．到達集塵極的塵埃帶正電荷 B．電場方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 4．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點正下方絕緣柱上。其中O點與小球A的間距為l，O點與小球B的間距為l。當小球A平衡時，懸線與豎直方向夾角θ＝30°。帶電小球A、B均可視為點電荷，靜電力常量為k。則(　　) A．A、B間庫侖力大小F＝ B．A、B間庫侖力大小F＝ C．細線拉力大小FT＝ D．細

4、線拉力大小FT＝mg 5．如圖，空間存在一方向水平向右的勻強磁場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下，兩細繩都恰好與天花板垂直，則(　　) A．P和Q都帶正電荷 B．P和Q都帶負電荷 C．P帶正電荷，Q帶負電荷 D．P帶負電荷，Q帶正電荷 6．如圖所示，一均勻帶電荷量為＋Q的細棒，在過中點c垂直于細棒的直線上有a、b、d三點，且ab＝bc＝cd＝L，在a點處有一電荷量為＋的固定點電荷q。已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k B．k C．k D．k 7．如圖

5、所示，A、B為兩個等量的正點電荷，在其連線中垂線上的P點放一個負點電荷q(不計重力)，由靜止釋放后，下列說法中正確的是(　　) A．點電荷在從P點到O點運動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大 B．點電荷在從P點到O點運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大 C．點電荷運動到O點時加速度為零，速度達最大值 D．點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零 8．(多選)用細繩拴一個質(zhì)量為m、帶正電的小球B，另一也帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，A、B兩球與地面的高度均為h，小球B在重力、拉力和庫侖力的作用下靜止不動，如圖所示?，F(xiàn)將細繩剪斷后(　　) A．小球B

6、在細繩剪斷瞬間起開始做平拋運動 B．小球B在細繩剪斷瞬間加速度大于g C．小球B落地的時間小于 D．小球B落地的速度大于 9．用長為1.4 m的輕質(zhì)柔軟絕緣細線，拴一質(zhì)量為1.0×10－2 kg、電荷量為2.0×10－8 C的小球，細線的上端固定于O點?，F(xiàn)加一水平向右的勻強電場，平衡時細線與鉛垂線成37°，如圖所示。現(xiàn)向左拉小球使細線水平且拉直，靜止釋放。sin 37°＝0.6。則(　　) A．該勻強電場的場強為3.75×107 N/C B．平衡時細線的拉力為0.17 N C．經(jīng)過0.5 s，小球的速度大小為6.25 m/s D．小球第一次通過O點正下方時，速度大小為7 m/

7、s 10．如圖所示，等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB連線的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點，ACBD構(gòu)成一個正方形。一帶負電的小球(可視為點電荷)套在絕緣桿上自C點無初速釋放，則小球由C運動到D的過程中，下列說法正確的是(　　) A．桿對小球的作用力先增大后減小 B．桿對小球的作用力先減小后增大 C．小球的速度先增大后減小 D．小球的速度先減小后增大 11．如圖所示，用一根絕緣細線懸掛一個帶電小球，小球的質(zhì)量為m，電量為q，現(xiàn)加一水平的勻強電場，平衡時絕緣細線與豎直方向夾角為θ。 (1)試求這個勻強電場的場強E大??； (2)如果將電場方向順時針

8、旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，小球平衡時，絕緣細線仍與豎直方向夾角為θ，則E′的大小又是多少？ 12．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷。將A由距B豎直高度為H處無初速度釋放，小球A下滑過程中電荷量不變。不計A與細桿間的摩擦，整個裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g。求： (1)A球剛釋放時的加速度大小。 (2)當A球的動能最大時，A球與B點的距離。 答案 二、考點突破 1．【答案】B 【解析】由題：U＝27.5×103 V，E＝2.5×104 V/m，

9、則由U＝Ed得：d＝＝1.1 m，故選項B正確。 2．【答案】B 【解析】點電荷＋Q在a點產(chǎn)生的電場方向為水平向右，大小為Ea＝k，與電場E疊加后合電場指向右斜上方，故正試探電荷受力不平衡，A錯誤；點電荷在b點產(chǎn)生的電場強度方向豎直向下，大小為Eb＝k，與電場E疊加后合場強為零，試探電荷正好受力平衡，B正確；在c點的合場強方向為斜向左上方，電場不為零，試探電荷不能平衡，C錯誤；在d點的合場強方向豎直向上，電場不為零，試探電荷不能平衡，D錯誤。 3．【答案】BD 【解析】由題圖所示可知，集塵極電勢高，放電極電勢低，放電極與集塵極間電場方向向左，即電場方向由集塵極指向放電極，塵埃在電場力的

10、作用下向集塵極遷移，則知塵埃所受的電場力向右，故到達集塵極的塵埃帶負電荷，故A錯誤，B正確。電場方向向左，帶電塵埃所受電場力方向向右，帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相反，故C錯誤。由F＝Eq可知，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大，故D正確。 4．【答案】B 【解析】小球A的受力分析如圖：由于對稱性，繩子拉力等于庫侖力，且根據(jù)平衡條件則F庫cos 30°＝mg，化簡則F庫＝，即繩子拉力F＝，因此正確選項為B。 5．【答案】D 【解析】根據(jù)兩細繩都恰好與天花板垂直說明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)。設勻強電場場強為E，P所帶電荷量大小為q，Q所帶電荷量大小為q'。若P帶負電，對

11、P分析如圖甲所示，此時Q應帶正電，對Q分析如圖乙所示，兩細繩可與天花板垂直，符合題意；同理分析若P帶正電，不符合題意。故選D。 6．【答案】A 【解析】電荷量為＋的點電荷q在b處產(chǎn)生電場強度為E＝，方向向右。又b點處的合場強為零，根據(jù)電場的疊加原理可知細棒與q在b處產(chǎn)生的電場強度大小相等，方向相反，則知細棒在b處產(chǎn)生的電場強度大小為E′＝，方向向左。根據(jù)對稱性可知細棒在d處產(chǎn)生的電場強度大小為，方向向右；而電荷量為的點電荷q在d處產(chǎn)生的電場強度為E″＝＝，方向向右；所d點處場強的大小為Ed＝E″＋E′＝，方向向右。 7．【答案】C 【解析】在兩電荷連線中垂線上電場強度方向O→P，負

12、點電荷q從P點到O點運動的過程中，電場力方向P→O，速度越來越大。但電場線的疏密情況不確定，電場強度大小變化情況不確定，則電荷所受電場力大小變化情況不確定，加速度變化情況無法判斷，故A、B錯誤；越過O點后，負電荷q做減速運動，則點電荷運動到O點時速度最大，電場力為零，加速度為零，故C正確；根據(jù)電場線的對稱性可知，越過O點后，負電荷q做減速運動，加速度的變化情況無法判斷，故D錯誤。 8．【答案】BCD 【解析】將細繩剪斷瞬間，小球B受到重力和庫侖力的共同作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此從剪斷細繩瞬間起開始，小球B不可能做平拋運動，且加速度大于g，故A錯誤，B正確；小球在落地過

13、程中，除受到重力外，還受到庫侖斥力，那么豎直方向的加速大于g，因此小球B落地的時間小于，落地的速度大于，故C、D正確。 9．【答案】C 【解析】小球在平衡位置時，由受力分析可知qE＝mgtan37°，解得N/C，細線的拉力N，選項A、B錯誤；小球向左被拉到細線水平且拉直的位置，釋放后將沿著電場力和重力的合力方向做勻加速運動，其方向與豎直方向成37°角，如圖所示，加速度大小為m/s2，繩子剛伸直時，位移x＝2Lsin 37°＝1.68 m，根據(jù)，可得此過程的時間s＞0.5 s，則經(jīng)過0.5 s，小球的速度大小為v＝at1＝6.25 m/s，選項C正確；小球從水平位置到最低點的過程中，若無能量

14、損失，則由動能定理得：，帶入數(shù)據(jù)解得v＝7 m/s，因小球從水平位置先沿直線運動，然后當細繩被拉直后做圓周運動到達最低點，在繩子被拉直的瞬間有能量的損失，可知到達最低點時的速度小于7 m/s，選項D錯誤。 10．【答案】A 【解析】從C到D，電場強度先增大后減小，則電場力先增大后減小，則桿對小球的作用力先增大后減小，故A正確，B錯誤。因直桿處于AB連線的中垂線上，所以此線上的所有點的電場方向都是水平向右的，對帶電小球進行受力分析，受豎直向下的重力，水平向左的電場力和水平向右的彈力，水平方向上受力平衡，豎直方向上的合力大小等于重力，重力大小不變，加速度大小始終等于重力加速度，所以帶電小球一直

15、做勻加速直線運動，故C、D錯誤。 11．【解析】(1)對小球受力分析，受到重力、電場力和細線的拉力，如圖甲所示。由平衡條件得：mgtan θ＝qE 解得：E＝。 (2)將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，電場力方向也順時針轉(zhuǎn)過θ角，大小為F′＝qE′，此時電場力與細線垂直，如圖乙所示。 根據(jù)平衡條件得：mgsin θ＝qE′ 則得：E′＝。 12．【解析】(1)由牛頓第二定律可知mgsin α－F＝ma 根據(jù)庫侖定律有F＝k 又知r＝，得a＝gsin α－。 (2)當A球受到合力為零，即加速度為零時，動能最大。 設此時A球與B點間的距離為d，則mgsin α＝ 解得d＝。 7