2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 瘋狂專練11 電場(chǎng)力的性質(zhì)（含解析）

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1、電場(chǎng)力的性質(zhì) 專練十一 電場(chǎng)力的性質(zhì) 一、考點(diǎn)內(nèi)容 (1)電荷守恒、靜電現(xiàn)象及解釋；(2)點(diǎn)電荷、庫侖定律；(3)電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。 二、考點(diǎn)突破 1．如果空氣中的電場(chǎng)很強(qiáng)，使得氣體分子中帶正、負(fù)電荷的微粒所受的相反的靜電力很大，以至于分子破碎，于是空氣中出現(xiàn)了可以自由移動(dòng)的電荷，那么空氣變成了導(dǎo)體，這種現(xiàn)象叫做空氣的“擊穿”。已知高鐵上方的高壓電接觸網(wǎng)的電壓為27.5 kV。陰雨天時(shí)當(dāng)雨傘傘尖周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到2.5×104 V/m時(shí)空氣就有可能被擊穿。因此乘客陰雨天打傘站在站臺(tái)上時(shí)，傘尖與高壓電接觸網(wǎng)的安全距離至少為(　　) A．0.6 m

2、 B．1.1 m C．1.6 m D．2.1 m 2．在場(chǎng)強(qiáng)為E＝k的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一帶電荷量為＋Q的正點(diǎn)電荷，ac、bd為相互垂直的兩條直徑，其中bd與電場(chǎng)線平行，不計(jì)試探電荷的重力，如圖所示。則(　　) A．把一正試探電荷＋q放在a點(diǎn)，試探電荷恰好處于平衡 B．把一負(fù)試探電荷－q放在b點(diǎn)，試探電荷恰好處于平衡 C．把一負(fù)試探電荷－q放在c點(diǎn)，試探電荷恰好處于平衡 D．把一正試探電荷＋q放在d點(diǎn)，試探電荷恰好處于平衡 3．(多選)如圖為靜電除塵器除塵機(jī)原理示意圖，塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電，在電場(chǎng)力的作

3、用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，下列表述正確的是(　　) A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B．電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大 4．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l，O點(diǎn)與小球B的間距為l。當(dāng)小球A平衡時(shí)，懸線與豎直方向夾角θ＝30°。帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為k。則(　　) A．A、B間庫侖力大小F＝ B．A、B間庫侖力大小F＝ C．細(xì)線拉力大小FT＝ D．細(xì)

4、線拉力大小FT＝mg 5．如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則(　　) A．P和Q都帶正電荷 B．P和Q都帶負(fù)電荷 C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷 D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷 6．如圖所示，一均勻帶電荷量為＋Q的細(xì)棒，在過中點(diǎn)c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點(diǎn)，且ab＝bc＝cd＝L，在a點(diǎn)處有一電荷量為＋的固定點(diǎn)電荷q。已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k B．k C．k D．k 7．如圖

5、所示，A、B為兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷，在其連線中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力)，由靜止釋放后，下列說法中正確的是(　　) A．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越大，速度越來越大 B．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越小，速度越來越大 C．點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值 D．點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零 8．(多選)用細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球B，另一也帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，A、B兩球與地面的高度均為h，小球B在重力、拉力和庫侖力的作用下靜止不動(dòng)，如圖所示?，F(xiàn)將細(xì)繩剪斷后(　　) A．小球B

6、在細(xì)繩剪斷瞬間起開始做平拋運(yùn)動(dòng) B．小球B在細(xì)繩剪斷瞬間加速度大于g C．小球B落地的時(shí)間小于 D．小球B落地的速度大于 9．用長(zhǎng)為1.4 m的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為1.0×10－2 kg、電荷量為2.0×10－8 C的小球，細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)。現(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)細(xì)線與鉛垂線成37°，如圖所示。現(xiàn)向左拉小球使細(xì)線水平且拉直，靜止釋放。sin 37°＝0.6。則(　　) A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為3.75×107 N/C B．平衡時(shí)細(xì)線的拉力為0.17 N C．經(jīng)過0.5 s，小球的速度大小為6.25 m/s D．小球第一次通過O點(diǎn)正下方時(shí)，速度大小為7 m/

7、s 10．如圖所示，等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB連線的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點(diǎn)，ACBD構(gòu)成一個(gè)正方形。一帶負(fù)電的小球(可視為點(diǎn)電荷)套在絕緣桿上自C點(diǎn)無初速釋放，則小球由C運(yùn)動(dòng)到D的過程中，下列說法正確的是(　　) A．桿對(duì)小球的作用力先增大后減小 B．桿對(duì)小球的作用力先減小后增大 C．小球的速度先增大后減小 D．小球的速度先減小后增大 11．如圖所示，用一根絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶電小球，小球的質(zhì)量為m，電量為q，現(xiàn)加一水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向夾角為θ。 (1)試求這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E大?。? (2)如果將電場(chǎng)方向順時(shí)針

8、旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，小球平衡時(shí)，絕緣細(xì)線仍與豎直方向夾角為θ，則E′的大小又是多少？ 12．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正電荷。將A由距B豎直高度為H處無初速度釋放，小球A下滑過程中電荷量不變。不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g。求： (1)A球剛釋放時(shí)的加速度大小。 (2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)的距離。 答案 二、考點(diǎn)突破 1．【答案】B 【解析】由題：U＝27.5×103 V，E＝2.5×104 V/m，

9、則由U＝Ed得：d＝＝1.1 m，故選項(xiàng)B正確。 2．【答案】B 【解析】點(diǎn)電荷＋Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向?yàn)樗较蛴?，大小為Ea＝k，與電場(chǎng)E疊加后合電場(chǎng)指向右斜上方，故正試探電荷受力不平衡，A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下，大小為Eb＝k，與電場(chǎng)E疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零，試探電荷正好受力平衡，B正確；在c點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樾毕蜃笊戏剑妶?chǎng)不為零，試探電荷不能平衡，C錯(cuò)誤；在d點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上，電場(chǎng)不為零，試探電荷不能平衡，D錯(cuò)誤。 3．【答案】BD 【解析】由題圖所示可知，集塵極電勢(shì)高，放電極電勢(shì)低，放電極與集塵極間電場(chǎng)方向向左，即電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極，塵埃在電場(chǎng)力的

10、作用下向集塵極遷移，則知塵埃所受的電場(chǎng)力向右，故到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤，B正確。電場(chǎng)方向向左，帶電塵埃所受電場(chǎng)力方向向右，帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，故C錯(cuò)誤。由F＝Eq可知，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大，故D正確。 4．【答案】B 【解析】小球A的受力分析如圖：由于對(duì)稱性，繩子拉力等于庫侖力，且根據(jù)平衡條件則F庫cos 30°＝mg，化簡(jiǎn)則F庫＝，即繩子拉力F＝，因此正確選項(xiàng)為B。 5．【答案】D 【解析】根據(jù)兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直說明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)。設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，P所帶電荷量大小為q，Q所帶電荷量大小為q'。若P帶負(fù)電，對(duì)

11、P分析如圖甲所示，此時(shí)Q應(yīng)帶正電，對(duì)Q分析如圖乙所示，兩細(xì)繩可與天花板垂直，符合題意；同理分析若P帶正電，不符合題意。故選D。 6．【答案】A 【解析】電荷量為＋的點(diǎn)電荷q在b處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝，方向向右。又b點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知細(xì)棒與q在b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，則知細(xì)棒在b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E′＝，方向向左。根據(jù)對(duì)稱性可知細(xì)棒在d處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向向右；而電荷量為的點(diǎn)電荷q在d處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E″＝＝，方向向右；所d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為Ed＝E″＋E′＝，方向向右。 7．【答案】C 【解析】在兩電荷連線中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向O→P，負(fù)

12、點(diǎn)電荷q從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力方向P→O，速度越來越大。但電場(chǎng)線的疏密情況不確定，電場(chǎng)強(qiáng)度大小變化情況不確定，則電荷所受電場(chǎng)力大小變化情況不確定，加速度變化情況無法判斷，故A、B錯(cuò)誤；越過O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度最大，電場(chǎng)力為零，加速度為零，故C正確；根據(jù)電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知，越過O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，加速度的變化情況無法判斷，故D錯(cuò)誤。 8．【答案】BCD 【解析】將細(xì)繩剪斷瞬間，小球B受到重力和庫侖力的共同作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此從剪斷細(xì)繩瞬間起開始，小球B不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，且加速度大于g，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在落地過

13、程中，除受到重力外，還受到庫侖斥力，那么豎直方向的加速大于g，因此小球B落地的時(shí)間小于，落地的速度大于，故C、D正確。 9．【答案】C 【解析】小球在平衡位置時(shí)，由受力分析可知qE＝mgtan37°，解得N/C，細(xì)線的拉力N，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小球向左被拉到細(xì)線水平且拉直的位置，釋放后將沿著電場(chǎng)力和重力的合力方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，其方向與豎直方向成37°角，如圖所示，加速度大小為m/s2，繩子剛伸直時(shí)，位移x＝2Lsin 37°＝1.68 m，根據(jù)，可得此過程的時(shí)間s＞0.5 s，則經(jīng)過0.5 s，小球的速度大小為v＝at1＝6.25 m/s，選項(xiàng)C正確；小球從水平位置到最低點(diǎn)的過程中，若無能量

14、損失，則由動(dòng)能定理得：，帶入數(shù)據(jù)解得v＝7 m/s，因小球從水平位置先沿直線運(yùn)動(dòng)，然后當(dāng)細(xì)繩被拉直后做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)，在繩子被拉直的瞬間有能量的損失，可知到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度小于7 m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10．【答案】A 【解析】從C到D，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，則電場(chǎng)力先增大后減小，則桿對(duì)小球的作用力先增大后減小，故A正確，B錯(cuò)誤。因直桿處于AB連線的中垂線上，所以此線上的所有點(diǎn)的電場(chǎng)方向都是水平向右的，對(duì)帶電小球進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力，水平向左的電場(chǎng)力和水平向右的彈力，水平方向上受力平衡，豎直方向上的合力大小等于重力，重力大小不變，加速度大小始終等于重力加速度，所以帶電小球一直

15、做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤。 11．【解析】(1)對(duì)小球受力分析，受到重力、電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，如圖甲所示。由平衡條件得：mgtan θ＝qE 解得：E＝。 (2)將電場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，電場(chǎng)力方向也順時(shí)針轉(zhuǎn)過θ角，大小為F′＝qE′，此時(shí)電場(chǎng)力與細(xì)線垂直，如圖乙所示。 根據(jù)平衡條件得：mgsin θ＝qE′ 則得：E′＝。 12．【解析】(1)由牛頓第二定律可知mgsin α－F＝ma 根據(jù)庫侖定律有F＝k 又知r＝，得a＝gsin α－。 (2)當(dāng)A球受到合力為零，即加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大。 設(shè)此時(shí)A球與B點(diǎn)間的距離為d，則mgsin α＝ 解得d＝。 7