高考物理一轮复习 第8章 电场 28 电场力的性质能力训练试题

28电场力的性质1．(2017·浙江名校高三联考)在国际单位制中，电场强度单位的符号是()A．N B．N/CC．N/(A·m) D．N/A答案B解析在国际单位制中，电场强度单位的符号是N/C，故选B。2．关于电场场强的概念，下列说法正确的是()A．由E＝eq\f(F,q)可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比B．正负试探电荷在同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与试探电荷的正负有关C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷正负无关D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零答案C解析电场强度的大小与试探电荷所带电荷量以及所受电场力大小无关，只和电场本身的性质有关，A、D错误，C正确；电场方向与正电荷受到的电场力方向相同，与负电荷受到的电场力方向相反，B错误。3．两个相同的带异种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1∶3，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为()A.eq\f(1,12)FB.eq\f(1,6)FC.eq\f(1,4)FD.eq\f(1,3)F答案A解析设一个小球带电量大小为Q，则另一个大小为3Q，根据库仑定律有：两球接触前：F＝keq\f(3Q2,r2)，接触再分开后，两球分别带电量大小为：Q1＝Q2＝eq\f(3Q－Q,2)＝Q；由库仑定律得：F′＝keq\f(Q×Q,2r2)＝eq\f(F,12)，故A正确。4．(多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到静电力作用，根据此图可以作出的正确判断是()A．带电粒子所带电荷的正、负B．带电粒子在A、B两点的受力方向C．带电粒子在A、B两点的加速度何处较大D．带电粒子在A、B两点的速度何处较大答案BCD解析根据曲线运动所受的合外力指向内侧，可得带电粒子在A、B两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性，故A错误、B正确；根据电场线的疏密程度，可知EA>EB，所以电场力FA>FB，再根据牛顿第二定律得A点加速度大，故C正确；由A到B，电场力做负功，动能减小，故A处的速度大，D正确。5．(2017·河北衡水联考)在物理学的研究及应用过程中所用思维方法的叙述正确的是()A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是猜想法B．速度的定义式v＝eq\f(Δx,Δt)，采用的是比值法，当Δt趋近于零时，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法C．在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时，先保持电压不变研究电阻与电流的关系，再保持电流不变研究电阻与电压的关系，该实验应用了类比法D．如图是三个实验装置，这三个实验都体现了放大的思想答案D解析在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型的方法，故A错误；速度的定义v＝eq\f(Δx,Δt)，采用的是比值法；当Δt趋近于零时，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限分析法，故B错误；在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时，先保持电压不变研究电阻与电流的关系，再保持电流不变研究电阻与电压的关系，该实验应用了控制变量法，故C错误；用力向下压，使桌面产生微小形变，使平面镜M发生了微小的旋转，若使法线转过θ角，则M反射的光线旋转的角度为2θ，N反射的光线就旋转了4θ，那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大，故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法，用挤压玻璃瓶时微小的变化不易观察，但通过细管中水位的变化能够观察出来，也是一种放大的思想，第三个装置是两个球m，受到m′的引力会使竖直悬线发生扭转，从而使镜面M的法线转过微小角度，从而电光源的投影会在标尺上移动一定距离，从而将微小形变放大，故都是利用放大的思想方法。故D正确。6．下列选项中的各eq\f(1,4)圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各eq\f(1,4)圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是()答案B解析A项，坐标原点O处电场强度是eq\f(1,4)带电圆环产生的，设为E；B项，坐标原点O处电场强度是第一象限eq\f(1,4)带正电圆环和第二象限eq\f(1,4)带负电圆环叠加产生的，场强为eq\r(2)E；C项，第一象限eq\f(1,4)带正电圆环和第三象限eq\f(1,4)带正电圆环产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度是eq\f(1,4)带电圆环产生的，也为E；D项，第一象限eq\f(1,4)带正电圆环和第三象限eq\f(1,4)带正电圆环产生电场相互抵消，第二象限eq\f(1,4)带负电圆环和第四象限eq\f(1,4)带负电圆环产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度为零；由上分析知坐标原点O处电场强度最大的是B项。7．(2017·长春外国语学校期末)a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是()答案D解析a球带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，分析受力如图，则上面绳子应向左偏转。设上面绳子与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得tanα＝eq\f(2qE,2mg)＝eq\f(qE,mg)，以b球为研究对象，受力如图。设ab间的绳子与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得tanβ＝eq\f(qE,mg)，得到α＝β，所以根据几何知识可知，b球在悬点的正下方，故D正确。8．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球与右侧金属板相距为b，如图所示，请问：(1)小球的电性及所带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？答案(1)正电eq\f(mgtanθ,E)(2)eq\r(\f(2b,gtanθ))解析(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示，则小球带正电；Fsinθ＝qE①Fcosθ＝mg②由上述两式得tanθ＝eq\f(qE,mg)，故q＝eq\f(mgtanθ,E)。(2)由第(1)问中的方程②知F＝eq\f(mg,cosθ)，而剪断丝线后，小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等、方向相反，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于eq\f(mg,cosθ)。小球的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(g,cosθ)，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它经过的位移为x＝eq\f(b,sinθ)，又由x＝eq\f(1,2)at2，t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2b,sinθ)×\f(cosθ,g))＝eq\r(\f(2b,gtanθ))。9．(2015·江苏高考)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是()A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉答案C解析小线圈接近通电线圈过程中，小线圈因磁通量变化而产生感应电流属于电磁感应现象，其他三种现象属于静电现象，C符合题意。10.(2015·山东高考)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。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。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强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解析正点电荷Q在O点时，它在G点处产生的场强大小为eq\f(kQ,a2)，方向沿y轴负方向。由于G点场强恰好为零，即两负点电荷在G点的合场强大小为E1＝eq\f(kQ,a2)，方向沿y轴正方向。由对称性知，两负点电荷在H处的场强大小为E2＝E1＝eq\f(kQ,a2)，方向沿y轴负方向。当把正点电荷放在G点时，在H处产生的场强的大小为E3＝eq\f(kQ,4a2)，方向沿y轴正方向。所以H处场强大小E＝E2－E3＝eq\f(3kQ,4a2)，方向沿y轴负方向，B正确。11.(2015·广东高考)(多选)如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()A．M的带电量比N的大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N的大D．移动过程中匀强电场对M做负功答案BD解析不考虑重力，取整体为研究对象，外力只有匀强电场的电场力，由平衡条件可知M、N所受电场力必等大反向，故M、N必带有等量异种电荷，A错误；隔离出M，若M带正电，N带负电，则M受到N的库仑力和匀强电场力都向右，M受力不平衡，只有M带负电才可能受力平衡，故M带负电，则N带正电，B正确；静止时，M、N所受合力都为0，C错误；因匀强电场对M的电场力方向与M移动方向成钝角，故D正确。12．(2018·河北衡水中学期末)如图所示，在倾角为α的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点)，它们相距为L。两球同时由静止开始释放时，B球的初始加速度恰好等于零。经过一段时间后，当两球距离为L′时，A、B的加速度大小之比为a1∶a2＝11∶5。(静电力常量为k(1)若B球带正电荷且电荷量为q，求A球所带电荷量Q及电性；(2)求L′与L之比。答案(1)eq\f(mgL2sinα,kq)正电(2)3∶2解析(1)对B球分析有，A球带正电荷初始时B球沿斜面方向合力为零F－mgsinα＝0又F＝keq\