2022年高考物理复习第六章静电场.pdf

选修 3-1 第六章静电场第 1 讲电场力的性质1(2009 江苏， 1)两个分别带有电荷量Q 和 3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为() A.112FB.34FC.43FD12F解析： 两电荷间的作用力Fk3Q2r2，两电荷接触电量先中和再平均分配，每个小球带电量为 Q，FkQ2r22，FF43，C 正确答案： C 2在如图6113 所示的四种电场中，分别标记有a、b 两点其中a、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是() 图 6113 A甲图中与点电荷等距的a、b 两点B乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点C丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点D丁图中非匀强电场中的a、b 两点解析： 甲图中与点电荷等距的a、b 两点，场强大小相同， 方向不相反， A 错；对乙图来说，根据电场线的疏密及对称性可判断，b 点和 a 点场强大小、方向均相同，B 错；丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点，场强大小相同，方向相反，C 对；对丁图来说，根据电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强， D 错答案： C 3. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 图 6114 如图 6114 所示， A、B 为两个固定的等量同号正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C 一个垂直于连线的初速度v0，若不计C 所受的重力，则关于电荷C 以后的运动情况，下列说法中正确的是() A加速度始终增大B加速度先增大后减小C速度先增大后减小D速度始终增大解析： 在两个等量的同号正电荷的电场中，两电荷连线垂直平分线上的场强从连线中点开始，沿平分线向外，场强在O 点为零，在无穷远处也为零，因此沿平分线向外的场强变化是先增大后减小，电场力先增大后减小，加速度先增大后减小，A 项错误， B 项正确；由于在两电荷连线中垂线的场强方向从中点沿中垂线向外，因此正电荷C 从连线中点垂直于连线向外运动，电场力与初速度同向，因此电荷C 一直做加速运动，速度始终增大，C 项错误， D 项正确答案： BD 4. 图 6115 如图 6115 所示，两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点)，A 球固定， B 球穿在倾斜直杆上处于静止状态(B 球上的孔径略大于杆的直径)，已知A、B 两球在同一水平面上，则 B 球受力个数可能为() A3 B4 C5 D6 解析： 根据题意，由题图可知B 球必定要受到的力有三个，分别是重力、杆的弹力、A 给B 的库仑力，这三个力的合力可以为零，所以A 正确；在三力平衡的基础上，如果库仑力增大，为保持平衡状态，杆要给B 球沿杆向下的摩擦力，反之如果库仑力减小，为保持平衡状态，杆要给B 球沿杆向上的摩擦力，从而实现四力平衡，B 正确答案： AB 5. 图 6116 如图 6116 所示，有一水平向左的匀强电场，场强为 E1.25104 N/C ，一根长 L1.5 m、与水平方向的夹角为 37 的光滑绝缘细直杆MN 固定在电场中，杆的下端M 固定一个带电小球A，电荷量 Q 4.5106 C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 量 q 1.0106 C，质量 m1.0102kg.现将小球从杆的上端N 静止释放，小球B 开始运动 (静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取 g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8)求：(1)小球 B 开始运动时的加速度为多大？(2)小球 B 的速度最大时，与M 端的距离r 为多大？解析： (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mgsin qEcos ma 解得： agsin qEcos m代入数据解得：a3.2 m/s2. (2)小球 B 速度最大时合力为零，即mgsin qEcos 0 解得： r代入数据解得：r0.9 m. 答案： (1)3.2 m/s2(2)0.9 m 1. 图 6117 如图 6117 所示， 实线是一簇未标明方向的由点电荷Q 产生的电场线，已知在 a、b 两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，若带电粒子q(|Q|? |q|)由 a 点运动到b 点，电场力做正功，则下列判断正确的是() A若 Q 为正电荷，则q 带正电， FaFbB若 Q 为正电荷，则q带正电， FaFbD若 Q 为负电荷，则q 带正电， FaFb解析：由于粒子由a 点运动到b 点电场力做正功， 可知电场力指向外侧，Q、q 为同种电荷，电场线密集的地方电场强度大，由FEq 知 Fa大，选项A 正确答案： A 2. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 图 6118 如图 6118 所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球 a、b，左边放一个带正电的固定球Q 时，两悬球都保持竖直方向下面说法中正确的是 () Aa 球带正电， b球带正电，并且a 球带电荷量较大Ba 球带负电， b球带正电，并且a 球带电荷量较小Ca 球带负电， b球带正电，并且a 球带电荷量较大Da 球带正电， b球带负电，并且a 球带电荷量较小解析： 要使 ab 平衡，必须有a 带负电， b 带正电，且a 球带电较少，故应选B. 答案： B 3(2010 江西九所重点中学联考)如图所示，质量分别是m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两个带电小球，分别用长为l 的绝缘细线悬挂于同一点，已知：q1q2，m1m2，两球静止平衡时的图可能是() 解析： 如图所示， 做两球的受力分析示意图，根据牛顿第三定律，两球之间的库仑力相等，由相似三角形原理有：Fm1gL1L，Fm2gL2L，即： m1gL1 m2gL2 FL ，因m1m2，故L1L2，D 正确答案： D 4. 图 6119 如图 6119，光滑绝缘细杆与水平面成角固定，杆上套有一带正电的小球，质量为 m，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 带电荷量为q.为使小球静止在杆上，可加一匀强电场所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止() A垂直于杆斜向上，场强大小为mgcos qB竖直向上，场强大小为mgqC垂直于杆斜向下，场强大小为mgsin qD水平向右，场强大小为mgcot q解析： 小球受竖直向下的重力，若电场垂直于杆的方向，则小球受垂直于杆方向的电场力，支持力方向亦垂直于杆的方向，小球所受合力不可能为零，A、C 项错；若电场竖直向上，所受电场力Eqmg，小球所受合力为零，B 项正确；若电场水平向右，则小球受重力、支持力和电场力作用，根据平行四边形定则，可知Emgtan /q，D 项错答案： B 5(2010 江苏省苏州中学月考) 图 6120 如图 6120 所示，水平面绝缘且光滑，弹簧左端固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方向的匀强电场，一带电小球在电场力和挡板压力作用下静止若突然将电场反向，则小球加速度的大小随位移x 变化的关系图象可能是下图中的() 解析： 将电场反向瞬间至弹簧恢复原长的过程中，对小球据牛顿第二定律得kxqE ma；弹簧恢复原长之后的过程中，小球水平方向仅受电场力作用，对小球据牛顿第二定律得qEma，选项 A 正确答案： A 6. 图 6121 如图 6121 所示， A、B、C、 D、E 是半径为 r 的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A 点处的电量为q 外，其余各点处的电量均为q，则圆心O 处() A场强大小为，方向沿 OA 方向B场强大小为，方向沿AO 方向C场强大小为，方向沿OA 方向D场强大小为，方向沿AO 方向精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 解析： 在 A 处放一个 q的点电荷与在A 处同时放一个q 和 2q 的点电荷的效果相当，因此可以认为O 处的场是5 个 q 和一个 2q 的点电荷产生的场合成的，5 个 q 处于对称位置上，在圆心O 处产生的合场强为0，所以 O 点的场强相当于2q 在 O 处产生的场强故选 C. 答案： C 7(2009 天星百校联盟领航)匀强电场的电场强度E5.0103V/m ，要使一个电荷量为3.0 1015 C 的负点电荷 (不计重力 )沿着与电场强度方向成60 角的方向做匀速直线运动，则所施加外力的大小和方向应是() A1.51011 N，与场强方向成120B1.51011 N，与场强方向成60C1.51011 N，与场强方向相同D1.51011 N，与场强方向相反解析： 在电场中负点电荷所受电场力的方向与电场方向相反，要使负点电荷在电场中做匀速直线运动，其合力为零，所以所施加外力的大小为1.51011 N方向与场强方向相同，C 正确答案： C 8. 图 6122 如图 6122 所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平面上，当质量为m、带电荷量为q的滑块沿斜面下滑时，在此空间突然加上竖直方向的匀强电场，已知滑块受到的电场力小于滑块的重力则() A若滑块匀速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块将减速下滑B若滑块匀速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍匀速下滑C若滑块匀减速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块仍减速下滑，但加速度变大D若滑块匀加速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍以原加速度加速下滑答案： B 9. 图 6123 如图 6123 所示，两个带等量的正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘的水平面上，P、N 是小球 A、B 的连线的水平中垂线上的两点，且POON.现将一精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 27 页 - - - - - - - - - - 个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点 )，由 P 点静止释放，在小球C 向 N 点的运动的过程中，下列关于小球C 的速度图象中，可能正确的是() 解析： 本题考查同种等量电荷周围的电场线的分布在AB 的垂直平分线上，从无穷远处到 O 点电场强度先变大后变小，到 O 点变为零， 负电荷受力沿垂直平分线运动，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O 点加速度变为零，速度达到最大，vt 图线的斜率先变大后变小；由O 点到无穷远，速度变化情况另一侧速度的变化情况具有对称性如果 PN 足够远， B 正确，如果PN 很近， A 正确答案： AB 10. 图 6124 如图 6124 所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一个点电荷，将一个质量为m、带电荷量为q 的小球从圆弧管的端点A 处由静止释放， 小球沿细管滑到最低点 B 处时， 对管壁恰好无压力，则处于圆心O 处的电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为() AEmgqBE2mgqCE3mgqD无法计算解析： 小球下滑过程中由于电场力沿半径方向，总与速度方向垂直，所以电场力不做功，该过程小球的机械能守恒设小球滑到最低点B 处时速度为v。