电场力的性质测试题及解析

1、电场力的性质测试题及解析1.如图所示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。下列说法中正确的是() a装置中a、c 为带电金属球，b 为不带电的平衡小球b实验过程中一定要使a、b 球带等量同种电荷c库仑通过该实验计算出静电力常量k 的值d库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小解析： 选 a根据库仑扭秤实验装置可知，在细金属丝下面悬挂一根玻璃棒，棒的一端有一带电金属小球 a，另一端是一个不带电的平衡小球b，在离a 球某一距离的地方放一个带电金属小球c，故 a正确，b 错误；由于在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带电荷量，甚至连

2、电荷量的单位都没有，所以 c、d 错误。2.(2020江苏如皋中学模拟)如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b 是电场中的两点，则() aa 点的电场强度较大b同一点电荷放在a 点受到的电场力比放在b 点时受到电场力小c正电荷在a 点静止释放，它在电场力作用下运动的轨迹与电场线一致d电荷在a 点受到电场力方向必定与场强方向一致解析： 选 a由题图可知， a 点处电场线较密，则电场强度较大，同一点电荷放在a 点受到的电场力比放在 b 点时受到电场力大，故a 正确， b 错误。正电荷放在a 点受到的电场力沿电场线的切线方向，由静止释放后，正电荷将离开电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致，故c

3、错误。负电荷在a 点所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故d 错误。3 多选 (2019 全国卷 )静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自m 点由静止开始运动，n 为粒子运动轨迹上的另外一点，则() a运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小b在 m、 n 两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合c粒子在m 点的电势能不低于其在n 点的电势能d粒子在n 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析： 选 ac如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，a 正确；粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受

4、电场力三个条件，b 错误；带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，ekm0，而 ekn0，故 epmepn，c 正确；粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故在n 点所受电场力的方向与轨迹在该点的切线方向不一定平行，d 错误。4.如图所示，点a、b、c 在半径为r 的同一圆周上，三点等分圆周，a 点放置正点电荷，所带电荷量为2q3，b、c 点放置负点电荷，所带电荷量为q3，静电力常量为k，则三个点电荷在圆心o 处产生的电场强度大小为() a.kqr2b.2kq9r2c.kq9r2d.2kq3r2解析： 选 a在 a 点的电荷在o 点产生的场强大小e

5、ak2q3r2，方向沿 ao 方向； b、c 两点处的点电荷在 o 点产生的场强大小均为ebeckq3r2，方向分别沿ob 和 oc 方向；因eb和 ec互成 120 角，则合场强为ebckq3r2，则 o 点的场强为eoeaebck2q3r2kq3r2kqr2，故 a 正确。5.a、b、c、d 分别是一个菱形的四个顶点，abc120 。现将三个等量的正点电荷 q 分别固定在a、b、c 三个顶点上，下列说法正确的有() ad 点电场强度的方向由d 指向 obo 点电场强度的方向由o 指向 bco 点的电场强度大于d 点的电场强度do 点的电场强度小于d 点的电场强度解析：选 c由电场的叠加原理

6、可知，d 点电场的方向为由o 指向 d，o 点的电场方向也是由o 指向 d，故 a、b 错误；设菱形的边长为r，根据点电荷的电场公式ekqr2，三个电荷在d 点产生的电场大小相等，由电场的叠加可知，d 点的电场为ed2kqr2，o 点的电场大小为eo 4kqr2，可见 d 点的电场强度小于 o 点的电场强度，即edeo，故 d 错误，c 正确。6.(2020攀枝花模拟 )如图所示， 直角三角形abc，两直角边的长度之比为acbc43。放在 a、 b 两点的点电荷qa、qb在 c 点产生的合电场强度方向与 ab 平行，则qa、qb分别在 c 点产生的电场强度的大小之比eaeb等于() a34 b

7、43 c916 d169 解析： 选 b在 c 点产生的合电场强度方向与ab 平行， 可知两电荷是异种电荷，由平行四边形定则以及相似三角形可知：eaacebbc，则 eaeb43，故 b 正确。7.如图所示， a、b 是两个带异号电荷的小球，其质量相等，所带电荷量分别为q1、 q2，a 球由绝缘细线悬挂于o 点， a、b 两球用绝缘细线相连，两细线长度相等，整个装置处于水平匀强电场中，平衡时，两细线张紧，且b 球恰好处于o 点正下方，则可以判定， a、b 两球所带电荷量的关系为() aq1 q2bq1 2q2c2q1 q2dq1 3q2解析： 选 d设 oa 绳子对 a 球的作用力为f1，a、

8、b 两球之间的作用力为f2，绳与竖直方向的夹角为 ，对 a 球和 b 球整体分析，由平衡条件可得f1cos 2mg， f1sin q1eq2e，对 b 球受力分析，由平衡条件可得f2cos mg， f2sin q2e，由以上4 式可得两球的电荷量的关系为q13q2，又因为两球是异种电荷，所以d 正确。8(2020 淄博模拟 )如图所示，实线为两个点电荷q1、q2产生的电场的电场线，虚线为电子从a 点运动到b 点的运动轨迹， 则下列判断正确的是() aa 点的场强小于b 点的场强bq1的电荷量大于q2的电荷量c电子在a 点的电势能大于在b 点的电势能d电子在a 点的速度大于在b 点的速度解析：

9、选 d根据电场线的密疏表示场强的大小可知，a 点的场强比b 点的场强大，选项a 错误；根据电场线分布情况可知，q1、q2是同种电荷。由点电荷q2周围电场线较密可知点电荷q2带电荷量较多，即 q1q2，故 b 错误；电子做曲线运动，受到的合力方向指向曲线的凹侧，可知电子过b 点时受到的电场力f 方向斜向下，可知电子从a 点运动到b 点的过程中，电场力方向与速度方向的夹角总是大于 90 ，电场力做负功，电势能增大，动能减小，即电子在a 点的电势能小于在b 点的电势能，电子在 a点的速度大于在b 点的速度，故c 错误， d 正确。9.如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b 和 c 分别固定于

10、正三角形顶点上。已知a、b 带电荷量均为q，c 带电荷量为 q，则 () aab 连线中点场强为零b三角形中心处场强为零ca 所受库仑力方向垂直于ab 连线da、b、c 所受库仑力大小之比为113 解析： 选 d在 ab 连线的中点处，a、b 两带电小球在该点的合场强为零，则中点处的场强等于c 球在该点形成的场强，大小不为零，选项a 错误；在三角形的中心处，a、b 两带电小球在该点的场强大小相等，方向夹角为120 ，则合场强竖直向下，c 球在该点的场强也是竖直向下，则三角形中心处场强不为零，选项b 错误； a 球受到 b 球的排斥力沿ba 方向，受到c 球的吸引力沿ac 方向，则其合力方向斜向

11、左下方与ab 连线成 60 角， 选项 c 错误；a、 b 两球受库仑力大小相等，均为 fafb2kq2l2cos 60 kq2l2；c 球受库仑力： fc 2kq2l2cos 30 3kq2l2， 则 a、 b、 c 所受库仑力大小之比为113，选项 d 正确。10多选 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中m 点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b 两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则 () a a 一定带正电， b 一定带负电b a 的速度将减小，b 的速度将增加c a 的加速度将减小，b的加速度将增大d两个粒子的动能均增加解析： 选 cd根据两粒子的偏转方

12、向，可知两粒子带异性电荷，但无法确定其具体电性，故a 错误；由粒子受力方向与速度方向的关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子的速度、动能均增大，故 b 错误， d 正确；从两粒子的运动轨迹判断，a 粒子经过的电场的电场线逐渐变得稀疏，b 粒子经过的电场的电场线逐渐变密，说明a 的加速度减小，b 的加速度增大，故c 正确。11.(2020武汉模拟 )如图所示，粗细均匀的绝缘棒组成一直径为l 的圆形线圈，线圈上均匀地分布着正电荷，o 是线圈的圆心，现在线圈上e 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段， 将其沿 oe 连线向左移动l2的距离到f 点处，若线圈的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，

13、则此时o点的电场强度大小为() a kql2bk3ql2c k3q2l2dk5ql2解析： 选 b线圈上剩余的电荷在o 点产生的场强等效为取下的q 电荷在 o 点产生的场强， 故 e1kql224kql2，方向水平向左；将q 移到 f 点时， q 在 o 点产生的场强为：e2kql2，方向向右；则由场强的叠加可知 o 点的场强： ee1e23kql2，方向向左，故b 正确。12.如图所示，一带电荷量为q、质量为m 的小物块处于一倾角为37 的光滑斜面上， 当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g 表示， sin 37 0.6， cos 37 0.8。求：(1)电

14、场强度的大小e；(2)将电场强度减小为原来的12时，物块加速度的大小a；(3)电场强度变化后物块下滑距离l 时的动能ek。解析： (1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，由受力平衡得fnsin 37qefncos 37 mg可得电场强度e3mg4q。(2)若电场强度减小为原来的12，则变为e3mg8qmgsin 37qecos 37 ma可得加速度a0.3g。(3)电场强度变化后物块下滑距离l 时，重力做正功，电场力做负功由动能定理： mglsin 37qelcos 37 ek0 可得动能 ek0.3mgl。答案： (1)3mg4q(2)0.3g(3)0.3mgl13. (202

15、0开封模拟 )如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小e3.0104n/c。有一个质量m4.0 103kg 的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角 37 。 取 g10 m/ s2，sin 370.60，cos 37 0.80，不计空气阻力的作用。(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始经过时间t0.20 s，求这一段时间内小球电势能的变化量。解析： (1)小球受到重力mg、电场力f 和细线的拉力t 的作用，如图所示，由共点力平衡条件有：fqemgtan 解得： qmgtan e1.0106 c 电场力的方向与电场强度的方向