【高考突破方案】第七章 第1讲电场力的性质 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

静电场
电场力的性质
　1.如图所示，固定一带负电小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F.现将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时，电子秤示数为F1，若只将小球b的电性改为正电荷，电子秤示数为F2，则(　　)
A.F1＝F2
B.F1＋F2＝F
C.若小球b带负电，L增大，则F1也增大
D.若小球b带正电，L减小，则F2也减小　　
【解析】 D　由电荷之间的同性相斥、异性相吸，可知F1>F>F2，选项A、B错误；b球带负电时，L增大，排斥力减小，F1减小，C错误；若b球带正电，L减小，吸引力增大，F2减小，选项D正确.
　2.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)
A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷
C.P带正电荷，Q带负电荷 D.P带负电荷，Q带正电荷
【解析】 D　对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误；对P进行受力分析可知，Q对P的库仑力水平向右，则匀强电场对P的电场力应水平向左，所以P带负电荷，Q带正电荷，选项C错误，D正确.
　3.如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置.工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则(　　)
A.乒乓球的左侧感应出负电荷
B.乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C.乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用
D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
【解析】 D　两极板间电场由正极板指向负极板，镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集，故乒乓球的右侧感应出负电荷，选项A错误；乒乓球受到重力、细线拉力和电场力三个力的作用，选项C错误；乒乓球与任一金属极板接触后会带上与这一金属极板同种性质的电荷，而相互排斥，不会吸在金属极板上，到达另一侧接触另一金属极板时也会发生同样的现象，所以乒乓球会在两极板间来回碰撞，选项B错误、D正确.
　4.下列选项中有关电场的说法正确的是(　　)
A.图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B.图乙离点电荷距离相等的a、b 两点场强相同
C.图丙中在c 点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到 d 点
D.图丁中某一电荷放在e 点与放到 f 点，它们的电势能相同
【解析】 D　由图可知，甲为等量异种电荷形成的电场线，故A错误；乙为正的点电荷所形成的电场线分布，离点电荷距离相等的a、b两点场强大小相同，场强方向不同，故B错误；只有电场线为直线时，粒子才有可能沿着电场线运动.曲线电场线中，粒子不会沿着电场线运动，故C错误；图丁中e点与f点电势相同，它们的电势能相同，故D正确.
　5.(多选)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置.如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，四根平行细杆与电源相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷.在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd，A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两点，A、C、B、D到正方形中心O的距离相等.则下列判断正确的是(　　)
A.D点的电场强度为零
B.A、B、C、D四点电场强度相同
C.A点电势比B点电势高
D.O点的电场强度为零
【解析】 CD　a、c两个电极带等量正电荷，根据电场的叠加原理可知，a、c两个电极在O点的合电场强度为零；b、d两个电极带等量负电荷，同理可知，b、d两个电极在O点的合电场强度也为零，综上可知O点的电场强度为零，D项正确.两负电极在D点形成的电场方向水平向右，两正电极在D点形成的电场方向也水平向右，所以D点的电场强度不为零，A项错误.A、B、C、D四点对称分布，电场线密集程度一样，这四点的电场强度大小相等，但方向不同，B项错误.因为A点离正电荷较近，B点离负电荷较近，所以A点电势比B点电势高，C项正确.
　6.(多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则(　　)
A.运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
B.在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能
D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
【解析】 AC　
如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A正确.粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错误.带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM＝0，而EkN≥0，故EpM≥EpN，C正确.粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D错误.
　7.(多选)质量为m、电荷量为＋Q的带电小球A固定在绝缘天花板上，带电小球B，质量也为m，在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动，如图所示.已知小球A、B间的距离为2R，重力加速度为g，静电力常量为k.则(　　)
A.天花板对A球的作用力大小为2mg
B.小球B转动的角速度为
C.小球B所带的电荷量
D.A、B两球间的库仑力对B球做正功　　
【解析】 BC　对B球受力分析可知，库仑力在竖直方向的分力等于小球的重力有kcos θ＝mg，由几何关系可知，小球A、B连线与竖直方向的夹角为30°，代入数据解得qB＝，所以C正确；小球B转动的向心力为F＝mgtan 30°＝mg，根据向心力公式F＝mω2R代入数据解得ω＝，所以B正确；A、B两球间的库仑力对B球不做功，所以D错误；天花板对A球的作用力在竖直方向的分力的大小为Fy＝2mg，天花板对A球的作用力在水平方向的分力的大小为Fx＝mg，天花板对A球的作用力大小为F＝＝mg，所以A错误，故选BC.
　8.在一个点电荷Q的电场中，以点电荷Q的位置为原点O建立平面直角坐标系，如图1所示，在其中A、B两点分别放置试探电荷，试探电荷受到静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图2中直线a、b所示.已知A点的坐标为(0.3 m，0).
(1)求A点电场强度的大小EA和B点电场强度的大小EB.
(2)求B点到点电荷Q的距离rB.
【解析】 (1)由场强定义式，得
EA＝＝ N/C＝40 N/C，
EB＝＝ N/C＝2.5 N/C.
(2)由E＝，得＝＝＝，
得r2＝4r1＝1.2 m.