（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 8 第六章 靜電場 1 第1節(jié) 電場力的性質(zhì)教學(xué)案

第六章 靜電場知識內(nèi)容考試要求真題統(tǒng)計2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.電荷及其守恒定律c2.庫侖定律c136133.電場強(qiáng)度c821、3、6134.電勢能和電勢c82116105.電勢差c6.電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系c7.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用b8.電容器的電容c2、39.帶電粒子在電場中的運(yùn)動d8、23819117第1節(jié)電場力的性質(zhì)【基礎(chǔ)梳理】提示：1.60×1019C電荷的總量接觸k點(diǎn)電荷k電場強(qiáng)度【自我診斷】判一判(1)任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍()(2)根據(jù)公式Fk得，當(dāng)r0時，有F.()(3)電場強(qiáng)度反映了電場力的性質(zhì)，所以電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與試探電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比()(4)電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相反()(5)在真空中，點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E中的Q是產(chǎn)生電場的場源電荷的電荷量，E與試探電荷無關(guān)()(6)帶電粒子的運(yùn)動軌跡一定與電場線重合()提示：(1)(2)×(3)×(4)(5)(6)×做一做如圖所示為真空中兩點(diǎn)電荷A、B形成的電場中的一簇電場線，已知該電場線關(guān)于虛線對稱，O點(diǎn)為A、B電荷連線的中點(diǎn)，a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點(diǎn)，則下列說法正確的是()AA、B可能帶等量異號的正、負(fù)電荷BA、B可能帶不等量的正電荷Ca、b兩點(diǎn)處無電場線，故其電場強(qiáng)度可能為零D同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場力大小相等，方向一定相反提示：選D.根據(jù)題圖中的電場線分布可知，A、B帶等量的正電荷，選項(xiàng)A、B錯誤；a、b兩點(diǎn)處雖然沒有畫電場線，但其電場強(qiáng)度一定不為零，選項(xiàng)C錯誤；由圖可知，a、b兩點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場力一定大小相等，方向相反，選項(xiàng)D正確對庫侖定律的理解及應(yīng)用【知識提煉】1對庫侖定律的理解(1)Fk，r指兩點(diǎn)電荷間的距離對可視為點(diǎn)電荷的兩個均勻帶電球，r為兩球的球心間距(2)當(dāng)兩個電荷間的距離r0時，電荷不能視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限大2求解涉及庫侖力的平衡問題的解題思路涉及庫侖力的平衡問題與純力學(xué)平衡問題分析方法一樣，受力分析是基礎(chǔ)，應(yīng)用平衡條件是關(guān)鍵，都可以通過解析法、圖示法或兩種方法相結(jié)合解決問題，但要注意庫侖力的大小隨著電荷間距變化的特點(diǎn)具體步驟如下：【典題例析】(多選)如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q3.0×106C的正電荷兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g10m/s2；靜電力常量k9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則()A支架對地面的壓力大小為2.0NB兩線上的拉力大小F1F21.9NC將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉力大小F11.225N，F(xiàn)21.0ND將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1F20.866N審題指導(dǎo)對小球進(jìn)行受力分析，除受到重力、拉力外，還受到庫侖力，按照力的平衡的解題思路求解問題解析設(shè)A、B間距為l，A對B有豎直向上的庫侖力，大小為FAB0.9N；對B與支架整體分析，豎直方向上合力為零，則FNFABmg，可得FNmgFAB1.1N，由牛頓第三定律知FNFN，選項(xiàng)A錯誤；因兩細(xì)線長度相等，B在A的正下方，則兩繩拉力大小相等，小球A受到豎直向下的重力、庫侖力和F1、F2作用而處于平衡狀態(tài)，因兩線夾角為120°，根據(jù)力的合成特點(diǎn)可知：F1F2GAFAB1.9N，選項(xiàng)B正確；當(dāng)B移到無窮遠(yuǎn)處時，F(xiàn)1F2GA1N，選項(xiàng)D錯誤；當(dāng)B水平向右移至M、A、B在同一條直線上時，如圖所示，對A受力分析并沿水平和豎直方向正交分解，水平方向：F1cos30°F2cos30°Fcos30°，豎直方向：F1sin30°F2sin30°GAFsin30°，由庫侖定律知，A、B間庫侖力大小F0.225N，聯(lián)立以上各式可得F11.225N，F(xiàn)21.0N，選項(xiàng)C正確答案BC【題組過關(guān)】考向1庫侖力作用下的平衡問題1(2020·1月浙江選考)如圖所示，在傾角為的光滑絕緣斜面上固定一個擋板，在擋板上連接一根勁度系數(shù)為k0的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與A球連接A、B、C三小球的質(zhì)量均為M，qAq0>0，qBq0，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，三小球等間距排列已知靜電力常量為k，則()AqCq0B彈簧伸長量為CA球受到的庫侖力大小為2MgD相鄰兩小球間距為q0答案：A考向2庫侖力作用下的動力學(xué)問題2(2020·舟山調(diào)研)如圖所示，把一個帶電小球A固定在光滑的絕緣水平桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B，現(xiàn)給小球B一個垂直A、B連線方向的速度v0，使其在水平桌面上運(yùn)動，則下列說法中正確的是()A若A、B帶同種電荷，B球可能做速度減小的曲線運(yùn)動B若A、B帶同種電荷，B球一定做加速度增大的曲線運(yùn)動C若A、B帶異種電荷，B球一定做類平拋運(yùn)動D若A、B帶異種電荷，B球可能做速度大小和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動解析：選D.若A、B帶同種電荷，則A對B有斥力作用，且斥力方向和速度方向夾角越來越小，速度增大，A、B間距離越來越大，庫侖力越來越小，加速度越來越小，A、B錯誤；若A、B帶異種電荷，B受到的庫侖力指向A，庫侖力可能等于B做勻速圓周運(yùn)動需要的向心力，C錯誤，D正確對電場強(qiáng)度的理解與計算【知識提煉】1電場強(qiáng)度三個表達(dá)式的比較表達(dá)式比較EEkE公式意義電場強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的決定式勻強(qiáng)電場中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場(1)真空(2)點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場決定因素由電場本身決定，與q無關(guān)由場源電荷Q和場源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定由電場本身決定，d為沿電場方向的距離相同點(diǎn)矢量，遵守平行四邊形定則單位：1N/C1V/m2.求解電場強(qiáng)度的常規(guī)方法3求解電場強(qiáng)度的非常規(guī)思維方法疊加法多個電荷在空間某處產(chǎn)生的電場為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和平衡法帶電體受力平衡時可根據(jù)平衡條件求解等效法在保證效果相同的前提下，將復(fù)雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景對稱法空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性補(bǔ)償法將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán)，或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面等【典題例析】(2019·4月浙江選考)用長為1.4m的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為1.0×102kg、電荷量為2.0×108C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，平衡時細(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，則(sin37°0.6)()A該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為3.75×107N/CB平衡時細(xì)線的拉力為0.17NC經(jīng)過0.5s，小球的速度大小為6.25m/sD小球第一次通過O點(diǎn)正下方時，速度大小為7m/s解析小球處于平衡狀態(tài)時，受力分析如圖所示，則可知qEmgtan37°，則該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E3.75×106N/C，故A錯誤；細(xì)線的拉力F0.125N，故B錯誤；在外力作用下，小球拉至細(xì)線水平時，由靜止釋放，如圖所示，小球在電場力和重力作用下，從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動至B點(diǎn)，OABOBA53°，OAOBl1.4m，在此過程中，細(xì)線處于松弛狀態(tài)，無拉力作用，小球運(yùn)動至B點(diǎn)時，細(xì)線繃緊，勻加速直線運(yùn)動結(jié)束根據(jù)牛頓第二定律可知小球勻加速直線運(yùn)動時的加速度am/s212.5m/s2，假設(shè)經(jīng)過0.5s后，小球仍在沿AB方向做勻加速直線運(yùn)動，則小球的速度vat6.25m/s，經(jīng)過的距離xat2×12.5×0.52m1.5625m，A、B間的距離|AB|2×l×cos53°1.68m，x<|AB|，假設(shè)成立，故0.5s時，小球的速度大小為6.25m/s，故C正確；小球運(yùn)動至B點(diǎn)時，細(xì)線繃緊，小球沿細(xì)線方向的分速度減為零，動能減小，假設(shè)細(xì)線繃緊過程小球機(jī)械能損失E，此后在電場力、重力和細(xì)線拉力作用下沿圓弧運(yùn)動至O點(diǎn)正下方，根據(jù)能量守恒定律，可知(qEmg)·lEmv2，可得v<7m/s，故D錯誤答案C【題組過關(guān)】1(2020·嘉興調(diào)研)下列說法中正確的是()A由E知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比B電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無關(guān)C電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E和E對于任何靜電場都是適用的解析：選B.E只是電場強(qiáng)度的定義式，不能由此得出電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比、與電荷量成反比，因?yàn)殡妶鲋心滁c(diǎn)的電場強(qiáng)度只與電場本身的性質(zhì)有關(guān)，與檢驗(yàn)電荷的電量及受力無關(guān)，A錯，B對；電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向，C錯；公式E對于任何靜電場都是適用的，E只適用于真空中的點(diǎn)電荷的電場，D錯2直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時，G點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零靜電力常量用k表示若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向分別為()A.，沿y軸正向B.，沿y軸負(fù)向C.，沿y軸正向D.，沿y軸負(fù)向解析：選B.處于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在G點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E1k，方向沿y軸負(fù)向；又因?yàn)镚點(diǎn)處場強(qiáng)為零，所以M、N處兩負(fù)點(diǎn)電荷在G點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)E2E1k，方向沿y軸正向；根據(jù)對稱性，M、N處兩負(fù)點(diǎn)電荷在H點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)E3E2k，方向沿y軸負(fù)向；將該正點(diǎn)電荷移到G處，該正點(diǎn)電荷在H點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E4k，方向沿y軸正向，所以H點(diǎn)的場強(qiáng)EE3E4，方向沿y軸負(fù)向電場線與運(yùn)動軌跡問題【知識提煉】1電荷運(yùn)動的軌跡與電場線一般不重合若電荷只受電場力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合：(1)電場線是直線；(2)電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場線方向平行2由粒子運(yùn)動軌跡判斷粒子運(yùn)動情況(1)粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場線相切(2)由電場線的疏密判斷加速度大小(3)由電場力做功的正負(fù)判斷粒子動能的變化情況【典題例析】(多選)如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中M點(diǎn)以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示則()Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電Ba的速度將減小，b的速度將增大Ca的加速度將減小，b的加速度將增大D兩個粒子的電勢能都減少審題指導(dǎo)解此題關(guān)鍵要抓住兩點(diǎn)：(1)利用運(yùn)動軌跡結(jié)合曲線運(yùn)動分析粒子的受力方向及做功特點(diǎn)(2)利用電場線的疏密分析電場力及加速度的大小解析因?yàn)殡妶鼍€方向未知，不能確定a、b的電性，所以選項(xiàng)A錯誤；由于電場力對a、b都做正功，所以a、b的速度都增大，電勢能都減少，選項(xiàng)B錯誤，D正確；粒子的加速度大小取決于電場力的大小，a向電場線稀疏的方向運(yùn)動，b向電場線密集的方向運(yùn)動，所以選項(xiàng)C正確答案CD【題組過關(guān)】考向1等量異(同)種電荷電場線的分布1.(2020·紹興質(zhì)檢)如圖所示，在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷Q和Q.直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn)a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn)，c、d是直線MN上的兩個點(diǎn)下列說法中正確的是()Aa點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小Ba點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大Ca點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小Da點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大解析：選C.在兩電荷的連線上，由場強(qiáng)的疊加原理可知，中點(diǎn)O場強(qiáng)最小，從O點(diǎn)到a點(diǎn)或b點(diǎn)，場強(qiáng)逐漸增大，由于a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn)，場強(qiáng)相等，選項(xiàng)A、B錯誤；在兩電荷連線的中垂線上，中點(diǎn)O的場強(qiáng)最大，由O點(diǎn)到c點(diǎn)或d點(diǎn)，場強(qiáng)逐漸減小，所以沿MN從c點(diǎn)到d點(diǎn)場強(qiáng)先增大后減小，因此檢驗(yàn)電荷所受電場力先增大后減小，所以C正確，D錯誤.考向2電場線中帶電粒子的運(yùn)動分析2.如圖，P是固定的點(diǎn)電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓帶電粒子Q在P的電場中運(yùn)動，運(yùn)動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點(diǎn)若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則()Aaa>ab>ac，va>vc>vbBaa>ab>ac，vb>vc>vaCab>ac>aa，vb>vc>vaDab>ac>aa，va>vc>vb解析：選D.由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式Ek可知，離場源點(diǎn)電荷P越近，電場強(qiáng)度越大，Q受到的電場力越大，由牛頓第二定律可知，加速度越大，由此可知，ab>ac>aa，A、B選項(xiàng)錯誤；由力與運(yùn)動的關(guān)系可知，Q受到的庫侖力指向運(yùn)動軌跡凹的一側(cè)，因此Q與P帶同種電荷，Q從c到b的過程中，電場力做負(fù)功，動能減少，從b到a的過程中電場力做正功，動能增加，因此Q在b點(diǎn)的速度最小，由于c、b兩點(diǎn)的電勢差的絕對值小于a、b兩點(diǎn)的電勢差的絕對值，因此Q從c到b的過程中，動能的減少量小于從b到a的過程中動能的增加量，Q在c點(diǎn)的動能小于在a點(diǎn)的動能，即有va>vc>vb，C選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確1重要電場線的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)連線上O點(diǎn)場強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對稱的A與A、B與B的場強(qiáng)等大同向等大反向2.求解電場線與運(yùn)動軌跡問題的方法(1)“運(yùn)動與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況(2)“三不知時要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向(或等勢面電勢的高低)、電荷運(yùn)動的方向，是題意中相互制約的三個方面若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況 隨堂檢測1(2018·4月浙江選考)真空中兩個完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點(diǎn)電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F.用一個不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時A、B球間的靜電力為()A.B.C.D.解析：選C.設(shè)原來A、B各帶Q電荷量，根據(jù)相同的小球接觸后電荷的分配規(guī)律可知，C球與A球碰后，A、C均帶的電荷量，然后C球與B球接觸后，C、B各帶的電荷量，原來的靜電力為Fk，后來的靜電力為FkF，故選項(xiàng)C正確2(2017·11月浙江選考)電場線的形狀可以用實(shí)驗(yàn)來模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，頭發(fā)屑就按照電場的方向排列起來，如圖所示關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()Aa圖是模擬兩等量同種電荷的電場線Bb圖一定是模擬兩等量正電荷的電場線Ca圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極Db圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極答案：C3(2020·麗水高二月考)四種電場的電場線如圖所示一正電荷q僅在靜電場力作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動，且加速度越來越大則該電荷所在的電場是圖中的()解析：選D.由正電荷q僅在靜電力的作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動，故由M向N的方向?yàn)殡妶鼍€的方向，故B錯誤；加速度越來越大，即電場線越來越密，故A、C錯誤，D正確4(2020·臺州調(diào)研)如圖所示，M、N為兩個等量同種正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點(diǎn)P自由釋放一個負(fù)電荷q，不計重力影響，關(guān)于點(diǎn)電荷q的運(yùn)動下列說法正確的是()A從PO的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B從PO的過程中，加速度越來越小，到O點(diǎn)速度達(dá)到最大值C點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)時加速度為零，速度達(dá)到最大值D點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度為零解析：選C.如圖所示，根據(jù)電場疊加原理知：O點(diǎn)場強(qiáng)為零，從O點(diǎn)沿中垂線向外，場強(qiáng)先變大后變小點(diǎn)電荷從PO的過程中，靜電力可能是先變大后變小，加速度隨之先變大后變??；也可能靜電力一直變小，加速度一直變小，關(guān)鍵是P點(diǎn)位置的不確定性不過，在到達(dá)O點(diǎn)之前，靜電力一直表現(xiàn)為引力，速度一定是一直變大的，在O點(diǎn)時加速度是零，速度最大，該電場關(guān)于直線MN對稱，電荷越過O點(diǎn)后的運(yùn)動也不一定是單調(diào)變化的有些粗心的同學(xué)容易認(rèn)為從PO電荷距離兩個場源電荷越來越近，靜電力就會越來越大而錯選A.其實(shí)，點(diǎn)電荷與場源電荷的兩個靜電力確實(shí)是變大的，只是兩個靜電力的合力未必變大，這要看電場的矢量合成情況 課后達(dá)標(biāo)一、選擇題1.如圖所示，有三個點(diǎn)電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個點(diǎn)電荷的靜電力的合力如圖中FA所示，那么可以判定點(diǎn)電荷C所帶電荷的電性為()A一定是正電B一定是負(fù)電C可能是正電，也可能是負(fù)電D無法判斷答案：B2.(2020·嘉興質(zhì)檢)如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a和b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣底座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達(dá)式正確的是()AF引G，F(xiàn)庫kBF引G，F(xiàn)庫kCF引G，F(xiàn)庫kDF引G，F(xiàn)庫k解析：選D.由于a、b兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集，又l3r，不滿足lr的要求，故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫侖定律，故F庫k.雖然不滿足lr，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，可以應(yīng)用萬有引力定律，故F引G.故選D.3.如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個帶電小球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()AP和Q都帶正電荷BP和Q都帶負(fù)電荷CP帶正電荷，Q帶負(fù)電荷DP帶負(fù)電荷，Q帶正電荷解析：選D.對P、Q整體進(jìn)行受力分析可知，在水平方向上整體所受電場力為零，所以P、Q必帶等量異種電荷，A、B錯誤；對P進(jìn)行受力分析可知，勻強(qiáng)電場對它的電場力應(yīng)水平向左，與Q對它的庫侖力平衡，所以P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷，D正確，C錯誤4(多選)(2020·寧波質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2的兩小球，分別用絕緣輕絲線懸掛起來，兩絲線與豎直方向的夾角分別為和(>)，兩小球恰在同一水平線上，那么()A兩球一定帶異種電荷Bq1一定大于q2Cm1一定小于m2Dm1所受的庫侖力一定大于m2所受的庫侖力解析：選AC.由于兩帶電小球相互吸引，所以一定帶異種電荷，選項(xiàng)A正確設(shè)輕絲線與豎直方向的夾角為，根據(jù)平衡條件可得兩球之間的庫侖力Fmgtan，因此m1g<m2g，即m1<m2，選項(xiàng)C正確5.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列各同學(xué)的想法正確的是()A甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B乙認(rèn)為銅絲必須達(dá)到一定的厚度，才能對人體起到保護(hù)作用C丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內(nèi)電勢保持為零，對人體起保護(hù)作用D丁認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起保護(hù)作用答案：D6.(2020·浙江黃巖選考適應(yīng)考試)如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速飛過，電子重力不計，僅受電場力和另一個力，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是()A先變大后變小，方向水平向左B先變大后變小，方向水平向右C先變小后變大，方向水平向左D先變小后變大，方向水平向右答案：B7(多選)如圖所示，半徑為r的硬橡膠圓環(huán)上，帶有均勻分布的負(fù)電荷，單位長度的電荷量為q，其圓心O處的合場強(qiáng)為零若在圓環(huán)頂部截去長度為l(lr)的一小段AB，則剩余部分在圓心O產(chǎn)生的場強(qiáng)()A大小為B方向?yàn)樨Q直向下C方向?yàn)樨Q直向上D大小和方向無法判斷答案：AB8.(2020·金華質(zhì)檢)如圖所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點(diǎn)，且OMMN.P點(diǎn)在y軸右側(cè)，MPMN.則O、M、N、P四點(diǎn)中電場強(qiáng)度最大的是()AO點(diǎn)BM點(diǎn)CN點(diǎn)DP點(diǎn)解析：選A.電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小，由此可知場強(qiáng)最大的點(diǎn)為O點(diǎn)，故選A.9(多選)(2020·浙江省名?？记把簩?如圖所示，在真空中一條豎直向下的電場線上有a、b兩點(diǎn)一帶電質(zhì)點(diǎn)在a處由靜止釋放后沿電場線向上運(yùn)動，到達(dá)b點(diǎn)時速度恰好為零則下列說法正確的是()A該帶電質(zhì)點(diǎn)一定帶正電荷B該帶電質(zhì)點(diǎn)一定帶負(fù)電荷Ca點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度D質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)所受到的合力一定為零解析：選BC.帶電質(zhì)點(diǎn)由a點(diǎn)釋放后向上運(yùn)動，可知合力方向向上，而質(zhì)點(diǎn)所受重力豎直向下，故電場力一定豎直向上，與電場線方向相反，故該質(zhì)點(diǎn)一定帶負(fù)電，A錯，B對；帶電質(zhì)點(diǎn)到b點(diǎn)時速度又減為零，可知向上運(yùn)動過程中，合力先向上再向下，因重力不變電場力減小，知a點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)，C對，D錯10(2018·11月浙江選考)電荷量為4×106C的小球絕緣固定在A點(diǎn)，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為5×106C的小球用絕緣細(xì)線懸掛，靜止于B點(diǎn)A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°.靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點(diǎn)電荷下列圖示正確的是()答案：B11.如圖所示，絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)帶電小球N，當(dāng)帶同種電荷的金屬球M固定在N近旁的絕緣支架上時，懸掛N的細(xì)線與豎直方向的夾角為，則下列說法正確的是()A僅將M的電荷量增大，不變B僅將M的電荷量增大，變小C僅將支架沿水平地面移近N，變小D僅將支架沿水平地面移近N，變大答案：D12(2020·湖州質(zhì)檢)兩點(diǎn)電荷形成電場的電場線分布如圖所示，A、B是電場線上的兩點(diǎn)，下列判斷正確的是()AA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不等，方向相同BA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不同C左邊電荷帶負(fù)電，右邊電荷帶正電D兩電荷所帶電荷量相等解析：選C.電場線的疏密代表場強(qiáng)的強(qiáng)弱，電場線越密，代表電場越強(qiáng)，電場方向?yàn)殡妶鼍€的切線方向，故從圖中可以看出A點(diǎn)、B點(diǎn)電場強(qiáng)度大小和方向均不同，故A、B錯誤；電場線從正電荷指向負(fù)電荷，故C正確；右邊電荷周圍的電場線密集，故此電荷的電荷量較大，故D錯誤13.如圖，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，MOP60°.電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為()A12B21C2D4解析：選B.依題意，每個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時，O點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示，合場強(qiáng)大小為E2，則，B正確14(2020·衢州檢測)兩個等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生的電場線(方向未畫出)如圖所示，一電子在A、B兩點(diǎn)所受的電場力分別為FA和FB，則它們的大小關(guān)系為()AFAFBBFAFBCFAFBD無法確定解析：選B.從電場線的疏密判斷，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，故EAEB.根據(jù)電場力FqE知，F(xiàn)AFB，故B正確，A、C、D錯誤15.(多選)(2020·麗水質(zhì)檢)如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細(xì)線與斜面平行小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷小球A靜止在斜面上，則()A小球A與B之間庫侖力的大小為B當(dāng)時，細(xì)線上的拉力為0C當(dāng)時，細(xì)線上的拉力為0D.時，斜面對小球A的支持力為0解析：選AC.根據(jù)庫侖定律，A、B球間的庫侖力F庫k，選項(xiàng)A正確；小球A受豎直向下的重力mg，水平向左的庫侖力F庫，由平衡條件知，當(dāng)斜面對小球的支持力FN的大小等于重力與庫侖力的合力大小時，細(xì)線上的拉力等于零，如圖所示，則tan，所以選項(xiàng)C正確，B錯誤若A靜止在斜面上，則斜面對小球A的支持力不可能為零，故選項(xiàng)D錯誤二、非選擇題16(2020·舟山質(zhì)檢)在一個點(diǎn)電荷Q的電場中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合，如圖甲所示坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象如圖乙中直線a、b所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電(1)求B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向；(2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說明理由；(3)求點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)解析：(1)由圖可知，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度EB2.5N/C，方向指向x軸負(fù)方向同理A點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA40N/C，方向指向x軸正方向(2)放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，而正電荷所受電場力與電場強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受電場力與電場強(qiáng)度方向相反若點(diǎn)電荷在A的左側(cè)或在B的右側(cè)，正負(fù)電荷所受電場力方向不可能相同，所以點(diǎn)電荷Q應(yīng)位于A、B兩點(diǎn)之間，根據(jù)正負(fù)電荷所受電場力的方向，知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電(3)設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為xm，由點(diǎn)電荷的電場Ek，可知解得x2.6(另解x1舍去)所以點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為2.6m.答案：(1)2.5N/C方向指向x軸負(fù)方向(2)負(fù)電荷理由：若點(diǎn)電荷在A的左側(cè)或在B的右側(cè)，正負(fù)電荷所受電場力方向不可能相同，所以點(diǎn)電荷Q應(yīng)位于A、B兩點(diǎn)之間，根據(jù)正負(fù)電荷所受電場力的方向，知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電(3)2.6m17(2020·杭州高二檢測)如圖所示，一質(zhì)量為m1.0×102kg，帶電量為q1.0×106C的小球，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，假設(shè)電場足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成37°角小球在運(yùn)動過程中電量保持不變，重力加速度g取10m/s2.(1)求電場強(qiáng)度E的大小；(2)若在某時刻將細(xì)線突然剪斷，求經(jīng)過1s時小球的速度大小v及方向(sin37°0.6，cos37°0.8)解析：(1)由平衡條件得小球所受電場力Fmgtan，所以小球所在處的電場強(qiáng)度的大?。篍N/C7.5×104N/C.(2)細(xì)線剪斷后，小球的合力F合1.25mg根據(jù)牛頓第二定律，小球的加速度：a1.25g12.5m/s2.所以1s時小球的速度大小vat12.5m/s，速度方向沿原細(xì)線方向向下，即方向與豎直方向成37°角，斜向左下答案：(1)7.5×104N/C(2)12.5m/s方向與豎直方向成37°角，斜向左下18