1、课时提升练(十八)电场力的性质 (限时：45分钟)A组对点训练巩固基础知识题组一对电场强度的理解1(多选)下列关于电场强度的两个表达式EF/q和EkQ/r2的叙述，正确的是()AEF/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量BEF/q是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷所受的电场力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场CEkQ/r2是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fk，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小【解析】公式
2、EF/q是电场强度的定义式，适用于任何电场E是点电荷场强的计算公式，只适用于点电荷电场，库仑定律公式Fk可以看成q1在q2处产生的电场强度E1对q2的作用力，故A错误，B、C、D正确【答案】BCD图61132如图6113所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30角关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是()AEaEbB.EaEbCEaEbD.Ea3Eb【解析】由题图可知，rbra，再由E可知，故D正确【答案】D题组二对库仑定律的理解应用3(2012上海高考)A、B、C三点在同
3、一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()AF/2BF/2CFDF【解析】设AB间距离为x，则BC间距离为2x，根据库仑定律有Fk，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为Fk，考虑电场力方向易知B正确【答案】B4(多选)(2015武汉市高三调研)如图6114所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电荷量分别为q、Q、q、Q.四个小球构成一个菱形，q、q的连线与q、Q的连线之间的夹角为.若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是()图6
4、114Acos3 Bcos3 Csin3 Dsin3 【解析】若设Q与q之间的距离为r，则q与q之间的距离为2rcos .对其中一q进行受力分析如图所示，其中F1为另一q对它的库仑力，F2和F3分别为两Q对它的库仑力，由对称性和库仑定律可得F1k，F2F3k，由矢量平行四边形中的几何关系可得F2cos ，联立以上几式解得cos3 .如果对其中一Q进行受力分析，根据共点力的平衡知识同理可得出结论sin3 .【答案】AC题组三电场线的理解应用5一负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度时间图象如图6115所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列图
5、中的()图6115【解析】由速度时间图象可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故电荷在运动过程中，应受到逐渐增大的吸引力作用，所以电场线的方向应由B指向A.由于加速度越来越大，所以电场力越来越大，即B点的电场强度应大于A点的电场强度，即B点处电场线应比A点处密集，所以正确答案为C.【答案】C6一个带正电的粒子，在xOy平面内以速度v0从O点进入一个匀强电场，重力不计粒子只在电场力作用下继续在xOy平面内沿图6116中的虚线轨迹运动到A点，且在A点时的速度方向与y轴平行，则电场强度的方向可能是()图6116A沿x轴正方向B沿x轴负方向C沿y轴正方向D垂直于xOy平面向里【解析】在O点粒
6、子速度有水平向右的分量，而到A点的水平分量变为零，说明该粒子所受电场力向左或有向左的分量，又因为粒子带正电，故只有B正确【答案】B题组四场强的叠加应用7两带电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图是()【解析】越靠近两电荷的地方场强越大，两等量异种点电荷连线的中点处场强最小，但不是零，B、D错；两电荷的电荷量大小相等，场强大小关于中点对称分布，C错，应选A.【答案】A8图6117中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、q、q，则该三角形中心O点处的场强为()图6117A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向
7、OD.，方向由O指向C【解析】每个点电荷在O点处的场强大小都是E，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O点处的合场强为E02E，方向由O指向C.B项正确【答案】BB组深化训练提升应考能力9(多选)在相距为r的A、B两点分别放上点电荷QA和QB，C为AB的中点，如图6118所示现引入带正电的检验电荷q，则下列说法中正图6118确的是()A如果q在C点受力为零，则OA和OB一定是等量异种电荷B如果q在AB延长线上离B较近的D点受力为零，则QA和OB一定是异种电荷，且电荷量大小QAQBC如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，且电荷量大小QAQB
8、，B正确；同理得出，C正确；q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，说明中垂线上各点的场强方向相同，则有QA和QB一定是等量异种电荷，D正确【答案】BCD10如图6119所示，光滑绝缘细杆与水平面成角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、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()图6119A垂直于杆斜向上，场强大小为mgcos /qB竖直向上，场强大小为mg/qC垂直于杆斜向上，场强大小为mgsin /qD水平向右，场强大小为mgcot /q【解析】若所加电场的场强垂直于杆斜向上，对小球受力分析可知，其受到竖直向下的重力、垂直于
9、杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力，在这三个力的作用下，小球在沿杆方向上不可能平衡，选项A、C错误；若所加电场的场强方向竖直向上，对小球受力分析可知，当Emg/q时，电场力与重力等大反向，小球可在杆上保持静止，选项B正确；若所加电场的场强水平向右，对小球受力分析可知，其共受到三个力的作用，假设小球此时能够静止，则根据平衡条件可得Eqmgtan ，所以Emgtan /q，选项D错误本题答案为B.【答案】B11如图6120所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠，液珠开始运动的瞬间加速度大小为(g为重力加速度)已知静电力常量为k，两带电物体均可
10、看成点电荷，液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力，求：图6120(1)液珠的比荷(电荷量与质量的比值)；(2)若液珠开始释放时的加速度方向向上，要使液珠释放后保持静止，可以加一竖直方向的匀强电场，则所加匀强电场的方向如何？电场强度的大小为多少？【解析】(1)加速度的方向分两种情况加速度向下时，因为mgkm(g)所以加速度向上时，因为kmgm(g)所以(2)因为液珠开始释放时的加速度方向向上，所以液珠带正电要使液珠释放后保持静止，必须加一方向竖直向下的匀强电场因为qEmg0所以E.【答案】(1)(2)竖直向下12如图6121所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的
11、连线水平质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口C处离开圆管后，又能经过A点设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求：图6121(1)小球到达B点时的速度大小；(2)小球受到的电场力大小；(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力【解析】(1)小球从开始自由下落至到达管口B的过程中机械能守恒，故有：mg4Rmv到达B点时速度大小为vB.(2)设电场力的竖直分力为Fy，水平分力为Fx，则Fymg，小球从B运动到C的过程中，由动能定理得：Fx2Rmvmv小球从管口C处离开圆管后，做类平抛运动，由于经过A点，有y4RvCt，x2Raxt2t2联立解得：Fxmg电场力的大小为FqEmg.(3)小球经过管口C处时，向心力由Fx和圆管的弹力FN的合力提供，设弹力FN的方向向左，则FxFN，解得：FN3mg.根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管的压力为FNFN3mg，方向水平向右【答案】(1)(2)mg(3)3mg，方向水平向右
