高考物理一轮复习课时作业23电场的力的性质含答案

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电场的力的性质一、单项选择题1.如图所示，—个质量为30 g、带电荷量为－1.7×10－8 C的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线与水平面平行．当小球静止时，测得悬线与竖直方向夹角为30°，则匀强电场的方向和大小为(g取10 m/s2)(　　)A．水平向右，5×106 N/CB．水平向右，1×107 N/CC．水平向左，5×106 N/CD．水平向左，1×107 N/C2．一正电荷处于电场中，在只受电场力作用下从A点沿直线运动到B点，其速度随时间变化的图像如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的(　　)3．电荷量为4×10－6 C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2 kg、电荷量为－5×10－6 C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点．A、B间距离为30 cm，A、B连线与竖直方向夹角为60°.静电力常量为9.0×109 N·m2/C2，小球可视为点电荷．下列图示正确的是(　　)4.若在一半径为r，单位长度带电荷量为q(q>0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl(且Δl≪r)．如图所示，则圆心处的场强大小为(　　)A.eq \f(kΔlq,r) B.eq \f(kqr,Δl2)C.eq \f(kΔlq,r2) D.eq \f(kqΔl2,r)5．[2021·南京模拟]如图所示，在点电荷－q的电场中，放着一块带有一定电荷量且电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为其几何中心．点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d.已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点产生的电场强度的大小和方向分别为(　　)A.eq \f(kq,d2)，水平向右 B.eq \f(kq,d2)，水平向左C.eq \f(kq,d2)＋eq \f(kq,9d2)，水平向右 D.eq \f(kq,9d2)，水平向右6．[2021·山东青岛质检]如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，a、c连线与竖直方向成60°角，b、c连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是(　　)A．a、b、c小球带同种电荷B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电荷量之比为eq \f(\r(3),6)D．a、b小球电荷量之比为eq \f(\r(3),9)7.[2021·江西七校联考]A、B两带电小球，电荷量分别为＋q、＋9q，质量分别为m1和m2，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的距离OA＝2L，∠AOB＝90°，∠OAB＝60°，C是AB连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　)A．A、B间的库仑力大小F＝eq \f(9kq2,4L)B．A、B两球的质量之比为1：3C．C点的电场强度为零D．若仅互换A、B两球的带电荷量，则A、B两球位置将不再处于同一水平线上8．如图所示，在正方形的四个顶点各放一电荷量大小均为Q的点电荷，a、b、c、d是正方形各边长的中点，则以下说法正确的是(　　)A．a、b、c、d四点的场强相同B．a、c两点的场强相同C．b、d两点的场强等大且反向D．e点的场强不为零9．[2021·湖南永州月考]如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直平面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上．一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)A．Q2对P的静电力大小为eq \f(\r(3),2)mgB．Q1、Q2的电荷量之比为eq \f(\r(3),3)C．将P从a点沿直线移到b点，电场力一直做正功D．将P从a点沿直线移到b点，电势能先增大后减小二、多项选择题10．如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点．下列说法正确的是(　　)A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功11．在电场中有一条电场线，其上两点a和b，如图所示，用Ea、Eb表示a、b两点电场强度的大小，则(　　)A．a、b两点的场强方向相同B．电场线从a指向b，所以Ea>EbC．a、b同在一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea＝EbD．不知a、b附近电场线分布情况，无法比较Ea、Eb的大小12．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是(　　)A．A对B的静电力一定是引力B．A对B的静电力可能是斥力C．A的电荷量可能比B少D．A的电荷量一定比B多13．[2021·江苏盐城模拟]如图所示，坐标系中有两个带电荷量分别为＋Q和＋3Q的点电荷．在C处放一个试探电荷，则试探电荷所受电场力的方向可能是选项图中的(　　)14．如图所示，在竖直平面内的xOy坐标系中分布着与水平方向成30°角的匀强电场，将一质量为0.1 kg、带电荷量为＋0.02 C的小球从P点由静止开始释放，释放后小球沿水平方向做匀加速运动，重力加速度g＝10 m/s2，则(　　)A．电场强度的大小为100 N/CB．电场强度的大小为eq \f(100\r(3),3) N/CC．小球水平运动时的加速度大小为10eq \r(3) m/s2D．小球水平运动时的加速度大小为10 m/s2课时作业(二十三)1．解析：分析小球受力如图所示，重力mg竖直向下，丝线拉力FT沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态，还应受水平向左的电场力F，小球带负电，所受电场力方向与场强方向相反，所以场强方向水平向右；根据平衡条件得eq \f(Eq,mg)＝tan 30°E＝1×107 N/C，故选B.答案：B2．解析：由v­t图像的斜率可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该电荷沿电场线的方向移动，且所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且正电荷受力与电场方向相同，选项A、B、D错误，C正确．答案：C3．解析：两球之间的库仑力为F＝keq \f(qAqB,r2)＝9.0×109×eq \f(4×10－6×5×10－6,0.32) N＝2 N，小球B受到的重力大小为GB＝2 N，且F与竖直方向夹角为60°，F＝GB，故小球B受到的库仑力，重力以及细线的拉力，组成的矢量三角形为等边三角形，所以细线与竖直方向的夹角为60°，故B项正确，A、C、D三项错误．答案：B4．解析：把缺口处填补为完整的圆，则填补上的小圆弧带电荷量q′＝Δlq，由于Δl≪r，故可视为点电荷．它在O点产生的场强为：E′＝eq \f(kΔlq,r2)，由对称性可知整个圆环在O点的场强E合＝0，则存在缺口时在O点的场强大小E＝E′即E＝eq \f(kΔlq,r2).故选项C正确．答案：C5．解析：薄板在a点产生的场强与点电荷－q在a点产生的场强等大反向，故薄板在a点产生的场强大小为Ea＝eq \f(kq,d2)，方向水平向左，由对称性可知，薄板在b点产生的场强大小Eb＝Ea＝eq \f(kq,d2)，方向水平向右，选项A正确．答案：A6．解析：对c小球受力分析可得，a、b小球必须带同种电荷c小球才能平衡，对b小球受力分析可得，b、c小球带异种电荷b小球才能平衡，故A、B错误．对c小球受力分析，将力正交分解后可得keq \f(qaqc,r\o\al(2,ac))·sin 60°＝keq \f(qbqc,r\o\al(2,bc))·sin 30°，又rac：rbc＝1：eq \r(3)，解得qa：qb＝eq \r(3)：9，故C错误，D正确．答案：D7．解析：本题考查库仑定律、物体平衡．由几何关系可知，A、B间距为eq \f(2L,cos 60°)＝4L，根据库仑定律，A、B之间的库仑力大小为F＝keq \f(9q2,16L2)，选项A错误；对A、B受力分析如图所示，对A球，F＝m1gtan 30°，对B球，F＝m2gtan 60°，两者联立得m1?m2＝31，选项B错误；两个带电小球A、B在C点产生的场强方向相反，大小分别是EA＝keq \f(q,L2)，EB＝keq \f(9q,9L2)，显然C点的合场强为零，选项C正确；假如A、B两个小球的电荷量交换(质量不变)，通过受力分析可知，库仑力不变，质量不变，因此库仑力、重力的比值保持不变，即A、B两球将继续保持在同一水平线上，选项D错误．答案：C8．解析：设正方形边长为L.分析a点的场强，上方的＋Q和下方的－Q在a点的合场强方向向下，大小为E1＝eq \f(2kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq \f(8kQ,L2)；右侧的－Q和＋Q在a点的合场强方向向上，如图所示，大小为E2＝2eq \f(kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5)L,2)))2)·eq \f(\f(L,2),\f(\r(5)L,2))＝eq \f(8\r(5)kQ,25L2).E1>E2，所以四个点电荷在a点的合场强的方向向下，大小为Ea＝E1－E2.同理，可以求出b、c、d各点的场强的大小都是E1－E2，方向分别是向右、向上、向左．所以a、c两点的场强等大且反向，b、d两点的场强等大且反向，选项A、B错误，C正确．两个＋Q在e点产生的场强等大且反向，两个－Q在e点产生的场强也等大且反向，所以e点的合场强为0，选项D错误．答案：C9．解析：本题考查共点力平衡、电场力做功问题．由于P处于平衡状态，可知Q2对P的静电力大小为F2＝mgcos 60°＝eq \f(1,2)mg，选项A错误；同理可知Q1对P的静电力大小为F1＝mgcos 30°＝eq \f(\r(3),2)mg，设ac＝L，则ad＝eq \r(3)L，由库仑定律有F1＝keq \f(Q1q,L2)，F2＝keq \f(Q2q,3L2)，联立解得Q1、Q2的电荷量之比为eq \f(Q1,Q2)＝eq \f(\r(3),3)，选项B正确；在a点对P受力分析可知，Q1、Q2与P带异种电荷，P受到Q1、Q2的吸引力，将P从a点沿直线移到b点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，选项C、D错误．答案：B10．解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势比N点电势高，A项正确；N点处电场线密，则场强大，故B项错误；M点电势高，正电荷在M点的电势能大，故C项正确；电子在N点电势能大，将电子从M点移到N点，电场力做负功，故D项错误．答案：AC11．解析：由于图中电场线为直线且方向向右，则a、b两点场强方向均向右，选项A正确；在不知a、b附近电场线分布的疏密情况时，不能比较Ea、Eb的大小，选项D正确．答案：AD12．解析：根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此A对B的静电力一定是引力，选项A正确，B错误；根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此A的电荷量一定比B多．选项C错误，D正确．答案：AD13．解析：根据点电荷形成的电场E＝keq \f(Q,r2)，可在C处画出场源电荷分别为＋3Q、＋Q电场线的示意图，根据平行四边形定则作出合场强的大小及方向，若试探电荷为正电荷，则所受的电场力与场强方向相同，若试探电荷为负电荷，则所受的电场力与场强方向相反，选项B、D正确，A、C错误．答案：BD14．解析：释放后小球沿水平方向做匀加速运动，所以合力沿水平方向，根据平衡条件可得qE＝eq \f(mg,sin 30°)＝2mg，解得E＝eq \f(2mg,q)＝eq \f(2×0.1×10,0.02) N/C＝100 N/C，故A正确，B错误；水平方向上的合力为F＝eq \f(mg,tan 30°)，根据牛顿第二定律可知a＝eq \f(g,tan 30°)＝10eq \r(3) m/s2，故C正确，D错误．答案：AC