1、1课时跟踪检测（二十四） 电场力的性质A级保分题目巧做快做1.(2018“江南十校”联考)如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体，这种现象叫做空气的“击穿” 。已知高铁上方的高压电接触网的电压为 27.5 kV。阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到 2.5104 V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为( )A0.6 m B1.1mC1.6 m D2.1 m解析：选 B 由题： U27.510 3 V， E2.510 4 V/m，则
2、由 U Ed得： d 1.1 UEm，故选项 B正确。2已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 ，其2 0中 为平面上单位面积所带的电荷量， 0为常量，如图所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空，带电量为 Q，不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A 和 B 和Q 0S Q2 0S Q2 0S Q2 0SC 和 D 和Q2 0S Q22 0S Q 0S Q22 0S解析：选 D 两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量 ；则单个QS极板形成的场强 E0 ，两极板间的电场强度为：2 ；两极板间的2
3、 0 Q2 0S 2 0 Q 0S相互引力 F E0Q 。Q22 0S3.(2018四川遂宁三诊)在场强为 E k 的匀强电场中，取 O点Qr2为圆心， r为半径作一圆周，在 O点固定一带电荷量为 Q的正点电荷，ac、 bd为相互垂直的两条直径，其中 bd与电场线平行，不计试探电荷的重力，如图所示。则( )A把一正试探电荷 q放在 a点， 试探电荷恰好处于平衡B把一负试探电荷 q放在 b点， 试探电荷恰好处于平衡C把一负试探电荷 q放在 c点， 试探电荷恰好处于平衡2D把一正试探电荷 q放在 d点， 试探电荷恰好处于平衡解析：选 B 点电荷 Q在 a点产生的电场方向为水平向右，大小为 Ea k
4、 ，与电场Qr2E叠加后合电场指向右斜上方，故正试探电荷受力不平衡，A 错误；点电荷在 b点产生的电场强度方向竖直向下，大小为 Eb k ，与电场 E叠加后合场强为零，试探电荷正好受力Qr2平衡，B 正确；在 c点的合场强方向为斜向左上方，电场不为零，试探电荷不能平衡，C 错误；在 d点的合场强方向竖直向上，电场不为零，试探电荷不能平衡，D 错误。4多选(2018河北定州中学月考)如图为静电除尘器除尘机原理示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( )A到达集尘极的尘埃带正电荷B电场方向由集尘极指向放电极C带电尘埃所受电场力的方
5、向与电场方向相同D同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：选 BD 由题图所示可知，集尘极电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故 A错误，B 正确。电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故 C错误。由 F Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故 D正确。5多选(2018衡水一中月考)某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子由 M点沿图中虚线所示的途径运动通过 N点。则下列判断正确的是( )A粒子
6、带正电B电场力对粒子做负功C粒子在 N点的加速度大D粒子在 N点的电势高解析：选 AC 电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也向上，所以电荷为正电荷，故 A正确；从 M点到 N点，静电力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，电势降低，故 B、D 错误；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在 N点的受力大，加速度大，故 C正确。6如图所示，质量为 m、电荷量为 q的带电小球 A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为 q的小球 B固定在 O点正下方绝缘柱上。其中 O点与3小球 A的间距为 l， O点与小球 B的间距为 l。当小球
7、 A平衡时，悬线与竖直方向夹角3 30。带电小球 A、 B均可视为点电荷，静电力常量为 k。则( )A A、 B间库仑力大小 Fkq22l2B A、 B间库仑力大小 F3mg3C细线拉力大小 FTkq23l2D细线拉力大小 FT mg3解析：选 B 小球 A的受力分析如图：由于对称性，绳子拉力等于库仑力，且根据平衡条件则 F 库 cos 30 mg，化简则 F 库 ，即绳子12 3mg3拉力 F ，因此正确选项为 B。3mg37(2018衡阳联考)如图所示，一均匀带电荷量为 Q的细棒，在过中点 c垂直于细棒的直线上有 a、 b、 d三点，且 ab bc cd L，在 a点处有一电荷量为 的固定
8、点电荷 q。已知 b点处的场强为零，则Q2d点处场强的大小为( k为静电力常量)( )A k B k5Q9L2 3QL2C k D k3Q2L2 9Q2L2解析：选 A 电荷量为 的点电荷 q在 b处产生电场强度为 E ，方向向右。又 bQ2 kQ2L2点处的合场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与 q在 b处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在 b处产生的电场强度大小为 E ，方向向左。根据对称性可知kQ2L2细棒在 d处产生的电场强度大小为 ，方向向右；而电荷量为 的点电荷 q在 d处产生的kQ2L2 Q2电场强度为 E ，方向向右；所 d点处场强的大小为kQ2 3L 2 kQ18
9、L2Ed E E ，方向向右。5kQ9L248(2018潍坊二中月考)如图所示， A、 B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的 P点放一个负点电荷 q(不计重力)，由静止释放后，下列说法中正确的是( )A点电荷在从 P点到 O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B点电荷在从 P点到 O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C点电荷运动到 O点时加速度为零，速度达最大值D点电荷越过 O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零解析：选 C 在两电荷连线中垂线上电场强度方向 O P，负点电荷 q从 P点到 O点运动的过程中，电场力方向 P O，速度越来越大。但电场线的疏
10、密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，故 A、B 错误；越过 O点后，负电荷 q做减速运动，则点电荷运动到 O点时速度最大，电场力为零，加速度为零，故 C正确；根据电场线的对称性可知，越过 O点后，负电荷 q做减速运动，加速度的变化情况无法判断，故 D错误。9多选用细绳拴一个质量为 m、带正电的小球 B，另一也带正电小球 A固定在绝缘竖直墙上， A、 B两球与地面的高度均为 h，小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示。现将细绳剪断后( )A小球 B在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动B小球 B在细绳剪断瞬间加速度大于 gC
11、小球 B落地的时间小于2hgD小球 B落地的速度大于 2gh解析：选 BCD 将细绳剪断瞬间，小球 B受到重力和库仑力的共同作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此从剪断细绳瞬间起开始，小球 B不可能做平抛运动，且加速度大于 g，故 A错误，B 正确；小球在落地过程中，除受到重力外，还受到库仑斥力，那么竖直方向的加速大于 g，因此小球 B落地的时间小于 ，落地的速度大于 ，故2hg 2ghC、D 正确。10(2018甘肃二诊)如图所示，等量异种电荷 A、 B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与 AB连线的中垂线重合，C、 D是绝缘杆上的两点， ACBD构成一个正方形。一带负电的小
12、球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自 C点无初速释放，则小球由 C运动到 D的过程中，下列说法正确的是( )A杆对小球的作用力先增大后减小5B杆对小球的作用力先减小后增大C小球的速度先增大后减小D小球的速度先减小后增大解析：选 A 从 C到 D，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则杆对小球的作用力先增大后减小，故 A正确，B 错误。因直杆处于 AB连线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一
13、直做匀加速直线运动，故 C、D 错误。B级拔高题目稳做准做11.(2018重庆二模)如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为 m，电量为 q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为 。(1)试求这个匀强电场的场强 E大小；(2)如果将电场方向顺时针旋转 角、大小变为 E后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹角为 ，则 E的大小又是多少？解析：(1)对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，如图甲所示。由平衡条件得： mgtan qE解得： E 。mgtan q(2)将电场方向顺时针旋转 角、大小变为 E后，电场力方向也顺时针转过 角，大小为 F qE，此时电场力
14、与细线垂直，如图乙所示。根据平衡条件得： mgsin qE则得： E 。mgsin q答案：(1) (2)mgtan q mgsin q12(2018徐州模拟)如图所示，质量为 m的小球 A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为 ，小球 A带正电，电荷量为 q。在杆上 B点处固定一个电荷量为 Q的正电荷。将 A由距 B竖直高度为 H处无初速度释放，小球 A下滑过程中电荷量不变。不计 A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量 k和6重力加速度 g。求：(1)A球刚释放时的加速度大小。(2)当 A球的动能最大时， A球与 B点的距离。解析：(1)由牛顿第二定律可知 mgsin F ma根据库仑定律有 F kqQr2又知 r ，得 a gsin 。Hsin kQqsin2mH2(2)当 A球受到合力为零，即加速度为零时，动能最大。设此时 A球与 B点间的距离为 d，则 mgsin kQqd2解得 d 。kQqmgsin 答案：(1) gsin (2) kQqsin2mH2 kQqmgsin
