高考物理一轮总复习课时规范练30 电场力的性质.docVIP

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课时规范练30电场力的性质

《课时规范练》P400

一、基础对点练

1.(库仑力的平衡)(广东广州二模)如图所示,在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b,两球同时释放瞬间,a的加速度刚好为零,则下列关于a、b的电性及初始位置,符合要求的是()

答案:B

解析:带电小球a在光滑绝缘斜面上,对其受力分析,受重力、支持力和带电小球b对它的库仑力。两球同时释放的瞬间,a的加速度刚好为零,即带电小球b对a的库仑力,与a所受重力和支持力的合力平衡,故带电小球b对a的库仑力方向沿斜面向上,故选B。

2.(点电荷的电场强度)(湖北三模)如图所示,在真空中某点电荷电场中有一条虚线,该虚线上电场强度的最大值为E,P点的电场强度方向与虚线夹角为30°,静电力常量为k,则P点的电场强度大小为 ()

A.E B.32E C.12E D.

答案:D

解析:由点电荷电场线分布特点可知,电场强度最大的点处的电场方向必然与虚线垂直,如图所示,E=kQr2,Ep=kQrsin30°

3.(库仑力的平衡)(江西模拟)如图所示,光滑绝缘水平面上有一菱形ABCD,其中∠A=60°,现将两电荷量均为Q的正点电荷固定在A、C两点,静电力常量为k,欲使放在B点的负试探电荷q静止,则应在D点放置的电荷为()

A.电荷量为3Q的正电荷

B.电荷量为3Q的负电荷

C.电荷量为Q的正电荷

D.电荷量为Q的负电荷

答案:D

解析:由题意可知,∠B=120°,固定在A、C两点的电荷对放在B点的负试探电荷的静电力等大,为F=kQqr2,由于二力的夹角为120°,根据菱形特点可知其合力为F合=kQqr

4.(电场的叠加)(陕西渭南一模)如图所示为正方形ABCD,在A、B、C三个顶点放置三个点电荷,a、O、c三点将正方形的一条对角线四等分,其中O点的电场强度大小为E,方向指向B点,c点的电场强度等于零,静电力常量为k,则a点的电场强度大小为()

A.2E B.32E9 C.4E D.

答案:D

解析:根据c点的电场强度等于零,可知,A、C两点的点电荷在c点产生的电场的合电场强度与B点的电荷在c点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反,且A、C两点的点电荷为同种电荷,则A、C两点的点电荷在O点产生的电场的电场强度的大小相等、方向相反,则B点的电荷在O点产生的电场的电场强度大小为E,方向指向B点,设Ba的距离为r,则根据点电荷电场强度公式得E=kqB(2r)2=kqB4r2,则B点电荷在c点产生的电场的电场强度大小为Ec=k

5.(电场的叠加)(湖南长沙一中模拟)在水平面上固定了三个点电荷,分别放在等腰梯形的三个顶点上,AB=

A.0 B.kQL2 C.3

答案:C

解析:连接AE,如图所示,根据几何知识可知AE=L,则A点的点电荷在E点产生的电场强度大小为EA=kQL2,则B点的点电荷在E点产生的电场强度大小为EB=kQL2,方向水平向左,则C点的点电荷在E点产生的电场强度大小为EC=2kQL2,方向水平向右,故B、C两处的点电荷的合电场强度大小为E

6.(库仑力的力学问题)如图所示,质量为m的A球穿在光滑绝缘细杆上,杆的倾角为α,A球带正电,可视为点电荷,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正点电荷。将A球由距B点竖直高度为H处无初速度释放,A球下滑过程中电荷量不变。整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:

(1)A球刚释放时的加速度大小;

(2)当A球的动能最大时,A球与B点间的距离。

答案:(1)gsinα-kQqsin2

解析:(1)A球刚释放时,由牛顿第二定律有

mgsinα-F=ma

根据库仑定律有F=kqQr2

联立解得a=gsinα-kQqsin

(2)当A球受到的合力为零,即加速度为零时,动能最大。设此时A球与B点间的距离为d。

则mgsinα=kQqd

解得d=kQqmgsinα

二、素养综合练

7.(多选)(湖南长郡中学模拟)如图所示,半径为2r的均匀带电球体电荷量为Q,过球心O的x轴上有一点P,已知P点到O点的距离为3r,现若挖去图中半径均为r的两个小球,且剩余部分的电荷分布不变,静电力常量为k,则下列分析正确的是()

A.挖去两小球前,两个小球在P点产生的电场强度相同

B.挖去两小球前,整个大球在P点产生的电场强度大小为kQ

C.挖去两小球后,P点电场强度方向与挖去前相同

D.挖去两小球后,剩余部分在P点产生的电场强度大小为400

答案:BCD

解析:两小球分别在x轴上、下两侧,电性相同,它们在P点产生的电场强度方向分别为斜向上和斜向下,与x轴夹角相等,方向不同,故A错误;大球所带电荷均匀分布整个球体,它在外部产生的电场可等效为所有电荷集中在球心O点在外部产生的电场