20版高考物理试题库专题120电场叠加(提高篇)(解析版).docVIP

（选修3-1）

第一部分静电场

专题1.20电场叠加（提高篇）

一．选择题

1.（2019湖北鄂东南省级示范性高中教学联盟模拟）如图所示，真空有三个正点电荷q1、q2、q3，q1＝2q2＝2q3，它们固定在等边三角形的三个顶点A、B、C上，D、E、F分别为AB、AC、BC的中点，O为等边三角形中心，下列说法正确的是（）

A．D、O两点场强大小相等

B．一带负电的点电荷在E点的电势能小于该点电荷在F点的电势能

C．若将q2、q3分别用﹣q2、﹣q3替换，O点场强大小变成之前的3倍

D．若将q2、q3分别用﹣q2、﹣q3替换，O点的电势为0

【参考答案】BCD

【名师解析】由库仑定律及电场的叠加可判断A．D．O三点的场强大小及q2，q3电性变化前后O点场强的关系，根据电场力做功与电势能变化关系可知E，F两点的电势能大小关系，

各点电荷在A，D，O三点产生的场强如图所示，由场强叠加原理知A，D，O三点场强不等故A错，将一负点电荷由E点沿直线移动到F点，电场力做负功，电势能增大故B正确，因为AO＝BO＝CO，所以q1在O点产生的场强为q2，q3两电荷在O点产生的场强的两倍，又因为q2，q3在o点的场强夹角为120°，故q2，q3在O点产生的合场强总是和q1在O点产生的场强共线，即先反向后同向，故改变电性后，O点的场强为原来的3倍，所以C对，电场中电场线总是由正电荷指向负电荷，且顺着电场线电势逐渐降低，正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负值，故O点电势为0，选项D正确。

故选：BCD。

2.(2018·山东省烟台市期末考试)如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度()

A．大小为eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向竖直向上B．大小为eq\f(2\r(2)kQ,a2)，方向竖直向上

C．大小为eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向竖直向下D．大小为eq\f(2\r(2)kQ,a2)，方向竖直向下

【参考答案】C

【名师解析】一个点电荷在两条对角线交点O产生的场强大小为E＝eq\f(kQ,?\f(\r(2),2)a?2)＝eq\f(2kQ,a2)，对角线上的两异种点电荷在O处的合场强为E合＝2E＝eq\f(4kQ,a2)，故两等大的场强互相垂直，合场强为EO＝eq\r(E\o\al(合2,)＋E\o\al(合2,))＝eq\f(4\r(2)kQ,a2)，方向竖直向下，故选C.

3．如图在半径为R的圆周上均匀分布着六个不同的点电荷，则圆心O处的场强大小和方向为（）

A.；由O指向FB.；由O指向F

C.；由O指向CD.；由O指向C

【参考答案】B

【名师解析】由点电荷的场强公式可知，在A、B、C、E、F五个位置的点电荷在O点产生的场强大小为，在D位移的点电荷在O产生的场强大小为，电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则，作出电场强度的示意图，如图所示：

最终O点的合场强为，方向由O指向F，故选B.

4．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上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，eq\x\to(OM)＝eq\x\to(ON)＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()

A.eq\f(kq,2R2)－EB.eq\f(kq,4R2)C.eq\f(kq,4R2)－E D.eq\f(kq,4R2)＋E

【参考答案】A

【名师解析】左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷为2q的整个球面的电场和带电荷－q的右半球面的电场的合电场，则E＝eq\f(k·2q,（2R）2)－E′，E′为带电荷－q的右半球面在M点产生的场强大小。带电荷－q的右半球面在M点的场强大小与带正电荷为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则EN＝E′＝eq\f(k·2q,（2R）2)－E＝eq\f(kq,2R2)－E，则选项A正确。

5．均匀带电的球体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，在半球体上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球半径为R，MN为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有A、B两点，A、B关于O点对称，AB=4R。已知A点的场强大小为E，则B点的场强大小为（）

A.B.C.D.

【参考答案】B

【名师解析】若将带电量为2q的球面放在