1、习题课：电场的力的性质知识点一电场强度的理解和计算1下列公式中，F、q、E、U、r和d分别表示静电力、电荷量、场强、电势差以及距离Fk，Ek，E，UEd.下列说法正确的是()A它们都只对点电荷或点电荷的电场才成立B只对点电荷或点电荷的电场成立，只对匀强电场成立C只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场才成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立2如图LX11所示，中子内有一个电荷量为e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为()图LX11A. B. C. D.知识点二电场线的理解与应用3在地面上插入一对电极M和N，将两个
2、电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场恒定电场的基本性质和静电场相同，其电场线分布如图LX12所示，a、b是电场中两点下列说法正确的是()图LX12AM与直流电源的负极相连B电子在a点的加速度大于在b点的加速度C电子在a点的电势能小于在b点的电势能D电子沿直线从M到N受到的静电力恒定不变4如图LX13所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹带电粒子只受静电力的作用，运动过程中电势能逐渐减小，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能正确的是()图LX13图LX145(多选)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图LX14中实线所示一初速度不为零的带电小球从
3、桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图LX14中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度则 ()A小球带正电B恒力F的方向可能水平向左C恒力F的方向可能与v方向相反 D在A、B两点小球的速率不可能相等知识点三电场中的力电综合问题6如图LX15所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在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平衡时的可能位置是图中的()图LX157如图LX16所示，光滑绝缘的水平面上有带异种电荷的小球A、B，它们在水平向右的匀强
4、电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动设A、B的电荷量的绝对值依次为QA、QB，则下列判断正确的是()图LX16A小球A带正电，小球B带负电，且QAQBB小球A带正电，小球B带负电，且QAQB C小球A带负电，小球B带正电，且QAQBD小球A带负电，小球B带正电，且QAQB图LX178(多选)如图LX17所示，在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2，一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动已知O、q1、q2在同一竖直线上，下列判断正确的是()A圆轨道上的电势处处相等B圆轨道上的电场强度处处相等C点电荷q1对小球的库仑力是吸引力Dq1、q2
5、可能为异种电荷9(多选)如图LX18所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，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LX18Acos3 Bcos3Csin3 Dsin310如图LX19所示，竖直放置的平行板电容器P板带正电，Q板带负电，两板间距d5 cm，两板电势差UPQ25 V，一质量m0.2 kg的带电小球A用绝缘细线悬挂于极板之间，小球静止时细线与竖直方向之间的夹角37(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)求：(1)极板之间的电场强度E；(2)小球的电性和电荷量；(3
6、)若剪断细线，小球经时间t2 s的速度(小球未碰到极板)图LX1911如图LX110所示，两个长均为L的轻质杆通过A、B、C上垂直纸面的转动轴与A、B、C三个物块相连，整体处于竖直面内A、C为两个完全相同的小物块，B物块的质量与A物块的质量之比为21，三个物块的大小都可忽略不计A、C两物块分别带有q、q的电荷量，并置于绝缘水平面上，在水平面上方有水平向右的匀强电场，场强为E，物块间的静电力不计当AB、BC与水平面间的夹角均为53时，整体恰好处于静止状态，一切摩擦均不计，并且在运动过程中无内能产生，重力加速度为g.(sin 530.8，cos 530.6)(1)求B物块的质量(2)将B物块略向下
7、移动一些，并由静止释放后，它能否到达水平面？如果能，请求出B物块到达地面前瞬时速度的大小；如果不能，请求出B物块所能到达的最低位置图LX11012如图LX111所示，在绝缘水平面上的O点固定一正电荷，电荷量为Q，在离O点高度为r0的A处由静止释放一个带同种电荷、电荷量为q的液珠，液珠开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g.已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力(1)求液珠开始运动瞬间所受静电力的大小和方向(2)求液珠运动速度最大时离O点的距离h.(3)已知该液珠运动的最高点B点离O点的距离为2r0，则当电荷量为q的液珠仍从A 处静止释放时，问能否运动到原来的最高点B？若能，
8、则此时经过B点的速度为多大？图LX111习题课：电场力的性质1C解析 Fk和Ek对点电荷成立，定义式E对任何电场都成立，UEd对匀强电场才成立，选项C正确. 2A解析 两个下夸克在O点产生的合场强方向向下，大小为2cos 60，上夸克在O点产生的电场方向也向下，大小为，则3个夸克在O处产生的合场强E，选项A正确3C解析 M点电势高，接电源正极，选项A错误；b处电场线密，场强大，电子在a点的加速度小于在b点的加速度，选项B错误；a点电势高于b点电势，由Epq，电子在a点的电势能小于在b点的电势能，选项C正确；从M到N电场强度先减小后增大，电子受到的静电力是变力，选项D错误4D解析 根据曲线运动力
9、与轨迹的关系，合力指向轨迹弯曲的内侧，选项A错误；带电粒子只受静电力作用，故力与电场线共线，选项C错误；根据运动过程中粒子的电势能逐渐较小，可知静电力做正功，则静电力与速度方向的夹角应为锐角，选项B错误，D正确5AB解析 由小球从A到C的轨迹可得，小球所受静电力向右，带正电，选项A正确；小球从C到B，合力指向轨迹凹侧，当水平恒力F水平向左时合力可能向左，符合要求，当恒力F的方向与v方向相反时，合力背离凹侧，不符合要求，选项B正确，C错误；小球从A到B，由动能定理，当静电力与恒力F做功代数和为0时，在A、B两点小球的速率相等，选项D错误6A解析 以甲、乙为整体，悬线1的拉力竖直向上，与重力平衡；
10、对小球乙，重力和匀强电场的静电力的合力指向右下方，则悬线2的拉力和库仑引力的合力指向左上方，选项A正确7D解析 A、B小球向右做匀加速直线运动，整体的加速度水平向右，对B，A对它的库仑力是引力，则匀强电场的静电力水平向右，即B带正电，A带负电，由牛顿第二定律，有EQBkmBa，kEQAmAa，联立可得，QAQB，选项D正确8ACD解析 带电小球做匀速圆周运动，合力指向O点，大小一定，则小球受重力、q1的库仑引力和q2的库仑力(可能是引力，也可能是斥力)，且q1和q2两电荷对小球作用力的合力大小一定，圆轨道上的场强大小一定，方向不同，选项B错误，C、D正确；小球运动过程中静电力不做功，电势能不变
11、，电势处处相等，选项A正确9AC解析 设菱形边长为a，两个Q之间距离为 2asin ，两个q之间距离为2acos .选取q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2kcos k，解得cos3，选项A正确，B错误；选取Q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2ksin k，解得sin3，选项C正确，D错误10(1)500 N/C(2)小球带正电3103 C(3)25 m/s解析 (1)极板之间的电场强度E500 N/C.(2)小球的静电力水平向右，则小球带正电 由平衡条件有tan 37解得q3103 C.(3)由牛顿第二定律，有F合ma解得a12.5 m/s2t2 s时的速度vat25 m/s.11(
12、1)(2)能解析 (1)以A为研究对象，如图甲所示，由平衡条件，有Fcos 53Eq，解得F以B为研究对象，如图乙所示，由平衡条件，有2Fsin 53Mg，解得M.(2)B物块将向下做加速运动，一直到B物体落地，对整体，设B物块落地的速度为v，此时A、C物块的速度为0，由能量守恒定律，有MgLsin 532EqL(1cos 53)Mv2解得v.12(1)竖直向上(2)r0(3)能回到B点解析 (1)由库仑定律有F库；方向竖直向上(2)开始运动瞬间：F库2mg；速度最大时：F库mg即F库F库，所以hr0.(3)能回到B点液珠q从A处到B处由动能定律得W电mgr000液珠q从A处到B处由动能定律得W电mgr0mv0其中W电UABq，W电UABq解得vB.