1、1课时规范练 22 电场力的性质基础巩固组1.(摩擦起电)(2017贵州思南中学月考)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )A.摩擦起电现象使得本来没有电子和质子的物体中创生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量同种电荷C.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电D.摩擦起电,可能是摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的答案 C解析 摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同,因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子,其质子数比电子数多,我们说它带正电荷。若一个物体得到电子,其质子数比电子数少,我们说
2、它带负电荷,使物体带电并不是创造出电荷,摩擦起电现象是电子转移,而不是创生,故 A 错误;两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷,故 B 错误;丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电荷,故 C 正确;摩擦起电,是摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的,故 D 错误。2.(感应起电)2如图所示,两个不带电的导体 A 和 B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近,贴在 A、 B 下部的金属箔都张开,( )A.此时 A 带正电, B 带负电B.此时 A 电势低, B 电势高C.移去 C,贴在 A、 B
3、 下部的金属箔都闭合D.先把 A 和 B 分开,然后移去 C,贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合答案 C解析 靠近带正电的物体 C 的 A 端的带电性质与 C 带电性质相反,A 选项错误; A、 B 分开前为处于静电平衡状态的导体,是等势体,B 选项错误;移去 C 后,带等量异种电荷的 A、 B 两导体所带电荷量重新中和,都不带电,C 选项正确;先把 A、 B 移开, A、 B 分别带负电和正电,金属箔都张开,D 选项错误。3.(库仑力作用下的平衡)如图所示,在光滑、绝缘的水平面上,沿一直线依次排列 3 个带电小球 A、 B、 C(可视为点电荷)。若它们恰能处于平衡状态,那么这 3 个小球所带
4、的电荷量及电性的关系,可能的情况是( )A.-9、4、 -36 B.4、9、36C.-3、2、8 D.3、 -2、6答案 A3解析 要使每个小球都处于平衡状态,必须使其他两个小球对它的库仑力大小相等、方向相反,以小球 A 为研究对象,有 FBA=FCA,如图所示,故 B、 C 带异种电荷,由库仑定律得 k =k ,以小球22C 为研究对象,同理,知 A、 B 带异种电荷, k =k ,联立得 k =k =k ,又考虑22222到 rAC=rAB+rBC,解得 ,此式为三球平衡时所带电荷量的大小关系。综上可知=+A 正确。4.(电场强度的叠加与计算)(2017江苏南通第三次调研)如图所示,在正方
5、形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处电场强度最大的是( )答案 B解析 根据点电荷电场强度公式 E=k ,结合矢量合成法则求解。设正方形顶点到中心的距离为 r,则2A 选项中电场强度 EA=0,B 选项中电场强度 EB=2 ,C 选项中电场强度 EC=k ,D 选项中电场强度2k2 2ED= ,所以 B 正确。2k25.(电场强度的叠加与计算)(2017上海一模)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面 AB 上均匀分布正电荷,总电荷量为 q,球面半径为4R,CD 为通过半球顶点与球心 O 的轴线,在
6、轴线上有 M、 N 两点, OM=ON=2R。已知 M 点的电场强度大小为 E,静电力常量用 k 表示,则 N 点的电场强度大小为( )A. B. -E C. -E D. +E42 22 42 42答案 B解析 若将电荷量为 2q 的球面放在 O 处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心 O 处产生的电场,则在 M、 N 点所产生的电场为 E0= ,由题意知当如题图所示的半2(2)2=22球面在 M 点产生的电场强度为 E 时,其在 N 点产生的电场强度 E=E0-E= -E,故 B 正确。226.(多选)(库仑力作用下带电体的平衡问题)如图所示,把 A、 B 两个相同的导电
7、小球分别用长为 0.10 m 的绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触,棒移开后将悬点 OB移到 OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为 0.12 m。已测得每个小球质量是 8.010-4 kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度 g 取 10 m/s2,静电力常量 k=9.0109 Nm2/C2,则( )A.两球所带电荷量相等B.A 球所受的静电力为 1.010-2 NC.B 球所带的电荷量为 4 10-8 C6D.A、 B 两球连线中点处的电场强度为 0答案 ACD解析5根据电荷量均分原理知,两小球电荷量相同,A 选项正确;两小球接触后再分开后的位置如图所示,
8、已知 =0.10 m, =0.12 m,根据几何知识可知 = 37。对 A 进行受力分析如图所示,将 A 受到的 库仑力和重力合成后合力沿 OAA 的延长线,可得 Fq=mgtan = 610-3 N,B 选项错误;根据库仑定律Fq= ,可得 q= ,其中 l=0.12 m,代入数据得 q=4 10-8 C,C 选项正确; A、 B 带的电荷量相22 26等且同种性质,所以连线中点处电场强度为零,D 选项正确。导学号 064003257.(电场强度的叠加与计算)(2017广东四校联考)如图所示, ABCD 为等腰梯形, DAB= B=60,AB=2CD,在 A 点、 B 点分别放上一个点电荷,
9、电荷量分别为 qA和 qB,在 C 点的电场强度方向沿 DC 向右, A 点的点电荷在 C 点产生的电场强度大小为 EA,B 点的点电荷在 C 点产生的电场强度大小为 EB,则下列说法正确的是( )A.放在 A 点的点电荷可能带负电B.在 D 点的电场强度方向沿 DC 向右C.EAEBD.|qA|=|qB|答案 C解析6由于两点电荷在 C 点产生的合电场强度方向沿 DC 向右,由平行四边形定则,可知两点电荷在 C 点产生的电场强度方向如图所示,由图中几何关系可知 EB b c B.电势 a c bC.电场强度 EaEbEcD.电场强度 EbEaEc答案 A解析 根据等量异种点电荷电场线的分布特
10、点知, a、 c 两点对称,电场强度大小相等,又 a、 c 两点处的电场线分布比 b 点处的密,故 a、 c 两点处的电场强度大于 b 点处的电场强度,又沿着电场线方向电势逐渐降低,故选项 A 正确,B、C、D 错误。能力提升组9.(2017四川雅安中学月考)由粗糙的水平杆 AO 与光滑的竖直杆 BO 组成的绝缘直角支架如图放置,在 AO 杆、 BO 杆上套有带正电的小球 P、 Q,两个小球恰能在某一位置平衡。现将 P 缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变,与移动前相比( )A.P、 Q 之间的距离增大 B.杆 BO 对 Q 的弹力减小7C.杆 AO 对 P 的摩擦
11、力增大 D.杆 AO 对 P 的弹力减小答案 C解析隔离 Q 小球,受力分析如图所示。将 P 缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡,库仑力的方向总是沿两电荷的连线方向,如右侧斜线所示。由平衡条件知, BO 杆对小球 Q 的弹力变大,两小球之间的库仑力变大,由库仑定律 F=k 知,两小球 P、 Q 的距离变小,选项 A、B 错误;再整体受力分析,2可得 AO 杆对小球 P 的摩擦力变大, AO 杆对小球 P 的弹力不变,选项 C 正确,D 错误。10.(多选)(2017安徽六校教育研究会月考)如图所示,已知带电小球 A、 B 的电荷量分别为 Q1、 Q2,都用长为 L 的绝缘丝线悬挂在绝缘
12、墙角 O 点处,静止时 A、 B 相距为 d。为使重新平衡时 A、 B 间距离减为 ,可采用以下哪些方法( )2A.将小球 B 的质量增加到原来的 4 倍B.将小球 B 的质量增加到原来的 8 倍C.将小球 A、 B 的电荷量都减小到原来的一半D.将小球 A、 B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球 B 的质量增加到原来的 2 倍答案 BD解析8如图所示, B 受重力、绳子的拉力及库仑力;将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等、方向相反;由几何关系可知, ,而库仑力 F= ,即 ,mgd3=kq1q2L,d= 122 =122 =123。要使 d 变为 ,可以使质量增大到原来的 8 倍
13、而保证上式成立,故 B 正确;或将小球 A、 B312 2的电荷量都减小到原来的一半,同时小球 B 的质量增加到原来的 2 倍,也可保证等式成立,故 D 正确。导学号 0640032611.(2017河南六市第一次联考)库仑定律是电学中被发现的第一个定量规律,它的发现受到万有引力定律的启发。实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力。现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布,将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放,发现微粒恰好能静止。若给微粒一个如图所示的初速度,不计阻力作用,则下列说法正确的是( )A.微粒将做圆周运动 B.微粒将做平抛运动C.微粒将做匀速直线运动
14、D.微粒将做匀变速直线运动答案 C解析 微粒处于悬浮状态,受力平衡,说明库仑力和万有引力大小相等、方向相反,由于库仑力与万有引力的大小都是与距离的二次方成反比,所以改变微粒的高度对库仑力和万有引力的二力平衡没有影响,微粒将做匀速直线运动,C 正确,A、B、D 错误。12.9(2017河北邯郸三校期中联考) A、 B 是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点,其 v-t 图象如图所示。则该电场的电场线分布可能是下列选项中的( )答案 D解析 根据 v-t 图象,带电粒子的加速度逐渐增大,速度逐渐减小,故带正电的粒子应该逆着电场线且向着电
15、场线密的方向运动,选项 D 正确。13.(2017浙江统练)用等长的轻质细线把两个质量相等的带电小球 a、 b 悬挂起来, a 球带电荷量为 -3q,b 球带电荷量为 +q,整个装置处在水平向右的匀强电场中,最后达到平衡时的状态可能是( )答案 D解析 对 a、 b 整体受力分析,整体受到竖直向下的重力 2mg 和水平向左的电场力 2qE,可知上面细线的拉力方向为斜向右上方,设上面细线与竖直方向的夹角为 ,则 tan = ;同理,对 b22=受力分析,下面细线的拉力方向为斜向左上方,设下面细线与竖直方向的夹角为 ,则 tan = ,所以 = ,b 球位于虚线上。故 D 项正确。14.10(20
16、17湖北十堰月考)如图所示, A、 B 两小球带等量同种电荷, A 固定在竖直放置的 L=10 cm 长的绝缘支杆上, B 受 A 的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与 A 等高处,斜面倾角为 = 30,B 的质量为 m=10 g。求:3(1)B 球对斜面的压力大小;(2)B 球带的电荷量大小( g 取 10 m/s2,结果保留两位有效数字)。答案 (1)0.2 N (2) 10-6 C33解析(1)令 B 球对斜面的支持力为 FN,带的电荷量为 Q,A、 B 相距 r。对 B 球受力分析如图所示,则有FNcos =mg ,解得 FN=0.2 N,由牛顿第三定律可得 B 球对斜面的压力为 FN=0.2 N。(2)由库仑定律和平衡条件得: F= =mgtan ,L=rtan ,代入数据得 Q= 10-6 C。导学22 33号 06400327
