《提分宝典》物理总复习练习：第21课 电场力的性质

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第21课电场力的性质1．电荷、库仑定律a．物体带电的方法--摩擦起电、感应起电、接触起电(1)（多选)(经典题，6分)用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0。5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示.对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是(）A．摩擦使笔套带电B．笔套靠近圆环时，圆环上、下都感应出异号电荷C．圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和答案:ABC解析：绝缘材料做的笔套与头发摩擦,摩擦起电，故A项正确。笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷,感应起电,故B项正确。圆环被吸引向上运动，是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，随后距离减小，引力增大，所以整个过程中静电力的合力大于圆环的重力,故C项正确。绝缘材料做的笔套，自由电子无法移动，电荷无法立刻被中和，故D项错误。b．相同带电体接触电量平均分配及利用F＝keq\f(q1q2，r2)求解库仑力（2)（经典题，3分）三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6答案：D解析:当两个完全相同的带同种电荷的小球接触后,它们的总电荷量将平分；如果两个完全相同的小球带的是异种电荷，那么当它们接触后，它们带的电荷将先中和，之后再将剩余的电荷量平分。设球1、2间的距离为r，则球1、2之间库仑力为F＝keq\f(nq2,r2）①。球3与2接触后,它们带的电量平分，均为eq\f(nq，2）；接着球3与1接触后，它们带的总电量平分,均为eq\f（\f（nq，2)＋q，2）＝eq\f(（n＋2）q，4)。将球3移至远处后，球1、2之间库仑力为F＝keq\f（\f（nq,2）·\f（(n＋2）q，4）,r2)＝keq\f(n（n＋2）q2,8r2)②,①②联立解得n＝6,故D项正确。c．根据F合＝0或Fx＝0、Fy＝0分析涉及库仑力的平衡问题（3)（多选）（2015浙江理综，6分）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0。1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0。3m处放有一带等量异号电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2,A、B球可视为点电荷），则()A．支架对地面的压力大小为2。0NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1。9NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小为F1＝1.225N，F2＝1。0ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0。866N答案：BC解析：A、B带异号电荷，异号电荷相吸。当B在A正下方时，以B与绝缘支架整体为研究对象,根据其受力平衡可知地面对支架的支持力为F＝mg－keq\f（Q2,r2)＝2N－eq\f(9×109×9×10－12,0。09）N＝1.1N,根据牛顿第三定律可得支架对地面的压力为1.1N，故A项错误.因两绳夹角为120°，根据力的合成可知两绳的拉力的合力等于其中任意绳的拉力。以A为研究对象,根据其受力平衡可知F1＝F2＝F12＝mAg＋keq\f（Q2,r2)＝1N＋eq\f(9×109×9×10－12,0。09)N＝1.9N，故B项正确。将B水平右移,使M、A、B在同一直线上时，以A为研究对象，根据其竖直方向受力平衡可知F1sin30°＋F2sin30°－mAg－keq\f（Q2,\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(r，sin30°）））2）sin30°＝0，水平方向受力平衡可知F1cos30°－F2cos30°－keq\f（Q2，\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(r，sin30°））)2）cos30°＝0。联立解得F1＝1.225N，F2＝1。0N，故C项正确。将B移到无穷远处时，A、B间库仑力近似为0,以A为研究对象，根据其受力平衡可知F1＝F2＝F12＝mAg＝1N，故D项错误.2．电场强度a．根据等量异号点电荷的电场特点分析问题（4）（2018改编，6分)如图所示，MN是两等量异号点电荷的连线,HG是两点电荷连线的中垂线，O是垂足。下列说法正确的是（）A．OM中点的电场强度大于ON中点的电场强度B．O点的电场强度大小与MN上其他各点相比是最小的C．O点的电场强度大小与HG上其他各点相比是最小的D．将试探电荷沿HG由H移动到G，试探电荷所受电场力先减小后增大答案：B解析：根据等量异号点电荷电场特点可知，在MN连线上，关于O点对称的两点,电场强度大小相等，故A项错误。O点的电场强度大小与MN上其他各点相比是最小的，而与HG上其他各点相比是最大的,试探电荷沿HG由H移动到G，试探电荷所受的电场力先增大后减小，故B项正确，C项、D项均错误。b．利用E＝keq\f（Q，r2）及矢量叠加原理求解电场强度叠加问题(5)(2015山东理综，6分)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将正点电荷移到G点,则H点处电场强度的大小和方向分别为()A。eq\f(3kQ，4a2），沿y轴正向B。eq\f（3kQ,4a2），沿y轴负向C.eq\f（5kQ,4a2)，沿y轴正向D.eq\f(5kQ,4a2），沿y轴负向答案：B解析:电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，说明两个负点电荷在G点产生的合场强与正点电荷在G点产生的场强等大反向。根据点电荷的场强公式可得正点电荷在G点产生的场强大小为keq\f(Q,a2），方向沿y轴负方向；则两个负点电荷在G点产生的电场强度的矢量和的大小也为keq\f(Q，a2），方向沿y轴正方向。当正点电荷移到G点时，与H点的距离为2a，正点电荷在H点产生的电场强度大小为keq\f(Q，4a2）,方向沿y轴正方向。由于G、H两点关于两个负点电荷连线上下对称，所以两个负点电荷在G点和H点产生的电场强度的矢量和等大反向,即在H点产生的电场强度的矢量和大小为keq\f(Q，a2），方向沿y轴负方向。综上可知