高中物理高考 专题16 电场力的性质（练习）（教师版）

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专题16 电场力的性质（教师版）
基础部分：
1．（2020·江苏南通市·高三三模）西晋的《博物志·杂说上》记载：“今人梳头著髻时，有随梳解结有光者，亦有咤声。”这是关于摩擦起电产生火花并发出声音的记载。关于摩擦起电，下列说法中正确的是（　　）
A．两种不带电的绝缘体摩擦后，带等量异种电荷
B．摩擦起电，使质子从一个物体转移到另一个物体
C．摩擦能产生电子和质子
D．摩擦起电表明，电荷的总量并不守恒
2．（2020·广东高三专题练习）关于元电荷，下列说法中不正确的是（　　）
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19C
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
3．（2016·广东高三一模）保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的那一个
A．6.2×10﹣19C B．6.4×10﹣19C C．6.6×10﹣19C D．6.8×10﹣19C
4．（2020·全国高三专题练习）如图所示，在一个不带电的与外界绝缘的导体两端分别设置两个开关，当带正电的小球靠近a端时，由于静电感应，在a、b端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是（　　）

A．闭合S1，有电子从导体流向大地
B．闭合S2，有电子从导体流向大地
C．闭合S2，有电子从大地流向导体
D．闭合S1，没有电子通过
5．（2020·甘肃省会宁县第四中学）关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）
A．库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用力
B．根据公式当两个点电荷距离趋于0时，电场力将趋于无穷大
C．若点电荷Q1的电荷量大于Q2的电荷量，则Q1对Q2的电场力大于Q2对Q1电场力
D．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
6．（2020·四川省南充市白塔中学高三期中）在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（　　）

A．两个物块的动能守恒
B．两个物块组成的系统机械能守恒
C．两个物块的电势能逐渐减少
D．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力
7．（2020·山东高三专题练习）电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，则 （　　）

A．A点的电场强度较大
B．因为B点没有电场线，所以电荷在B点不受到电场力作用
C．同一点电荷放在A点受到的电场力比放在B点时受到的电场力小
D．正电荷放在A点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹
8．（2018·山东济南市·高三月考）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m，已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/．这雨滴携带的电荷量的最小值约为
A．2C B．4C C．6C D．8C
9．（2020·广东高三专题练习）真空中有两个静止的点电荷，它们之间相互作用的库仑力大小为F。若它们各自的带电量与它们之间的距离都增大为原来的2倍，则它们之间相互作用的库仑力大小变为（　　）
A． B． C．F D．4F
10．（2019·安徽高三一模）如图所示，斜面处在水平向右的匀强电场中，一带负电的物体在斜面上处于静止状态，则下列关于斜面对物体的作用力说法正确的是 ( )

A．可能竖直向上 B．可能垂直斜面向上
C．可能沿斜面向上 D．可能沿斜面向下
11．（2020·全国高三专题练习）（多选）如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架，下列说法正确的是（ ）

A．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷
B．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，但正、负电荷不一定等量
C．若先将A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电
D．若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电，B带正电
12．（2020·湖北高三月考）如图所示，两根长分别为L1、L2的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量均为m，已知两球带有同种电荷而使两线张开一定角度，分别为45°和30°。则绳长L1、L2比值为（）

A．1: B．:1 C．: D．:
13．（2020·浙江高三专题练习）如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。设小球A、的带电量大小为QA，小球B的带电量大小为QB，下列判断正确的是 （　　）

A．小球A带正电，小球B带负电，且QA> QB
B．小球A带正电，小球B带负电，且QA< QB
C．小球A带负电，小球B带正电，且QA> QB
D．小球A带负电，小球B带正电，且QA< QB
14．（2020·自贡市田家炳中学高三开学考试）（多选）Q是真空中的点电荷，它激发的电场的电场线在虚线右侧的部分如图所示。M、N是电场中的两点，M与点电荷的距离小于N与点电荷的距离。下列说法正确的是（　　）

A．Q带正电荷
B．M点的电场强度大于N点的电场强度
C．M点的电场强度小于N点的电场强度
D．同一试探电荷在M点受到的电场力大于它在N点受到的电场力
15．（2016·河北省景县中学高三月考）（多选）如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（　　）

A．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE
B．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qE
C．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE
D．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE
提高部分：
16．（2020·广东中山市·高三月考）（多选）如图所示，三根绝缘轻绳悬挂着质量分别为m1、m2、m3的A、B、C三个带电小球（均可视为质点），三小球静止在同一水平面内，悬挂点O在△ABC重心O'的正上方，且∠BAC=∠ACB=45°，OB与竖直方向的夹角为37°。已知m2=0.2kg，小球A、B之间的距离为L，若小球A、B、C的电荷量分别为q1、q2、q3，且q2=6×10-5 C，k=9.0×109 N⋅m2/C2，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A．小球A、C的质量不同
B．轻绳OB的拉力为2.5N
C．
D．小球A、C在小球B处产生的合场强大小为2.5×104 N/C
17．（2020·山东青岛市·高三期中）（多选）如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A．a、b小球带同种电荷，与c球电荷电性相反
B．a、b小球电量之比为
C．a、b小球质量相等
D．a小球质量小于b小球质量
18．（2020·全国高三一模）（多选）如图所示，三根均匀带电的等长绝缘棒组成等边三角形ABC，在三角形的正中心P放置电荷量为-q（q>0）的试探电荷，所受电场力大小为F1，方向由P指向A，将BC棒取走，试探电荷所受电场力大小变为F2，方向由A指向P，设AB棒在P处激发的电场强度大小为E1，BC棒在P处激发的电场强度大小为E2，则（　　）

A．AB棒带正电，所带电荷量绝对值大于BC棒
B．AB棒带负电，所带电荷量绝对值小于BC棒
C．，
D．，
19．（2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高三月考）如图所示，两电荷量分别为和的点电荷固定在直线上，两者相距为L，以点电荷所在位置为圆心、为半径画圆，是圆周上四点，其中在直线上，两点连线垂直于，下列说法正确的是（　　）


A．两点的电场强度相同 B．两点的电势相同
C．a点的电势高于b点的电势 D．a点的电场强度小于b点的电场强度
20．（2020·重庆市云阳江口中学校高三月考）如图，在真空中有两个固定的等量异种点电荷＋Q和－Q。直线MN是两点电荷连线的中垂线，a、b和c、d是关于中点O的对称点。正确的是（　　）

A．电场强度Ec大于Ed；将一电荷由c竖直移动到d，所受电场力先增大后减小
B．电场强度Ec小于Ed；将一电荷由c竖直移动到d，所受电场力先减小后增大
C．电场强度Ea等于Eb；将一电荷由a水平移动到b，所受电场力先减小后增大
D．电场强度Ea等于Eb；将一电荷由a水平移动到b，所受电场力先增大后减小
21．（2019·广东汕头市·高三一模）质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为＋q．在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图所示．已知静电力常量为k，下列说法正确的是

A．B球的电荷量可能为＋2q
B．C球的电荷量为
C．三个小球一起运动的加速度为
D．恒力F的大小为
22．（2020·昆明市·云南师大附中高三月考）如图所示，真空中有A．、B、C、D四个点在同一直线上，AB=BC=CD=d，在A、C两点各放置一个点电荷，其中位于C点的点电荷带电量为q（q<0），已知D点的电场强度为零，静电力常量为k，则B点的电场强度为（　　）


A．，方向由C指向B
B．，方向由B指向C
C．，方向由C指向B
D．，方向由B指向C
23．（2019·全国高三专题练习）如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B点电荷连接的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是(　　)

A．A、B可能带等量异号的正、负电荷
B．A、B可能带不等量的正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反
24．（2020·湖北恩施土家族苗族自治州·高三月考）如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为和的甲、乙两个点电荷，时，乙电荷向甲运动，水平向左的速度大小为，甲的速度为零．之后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动整个运动过程中没有接触，它们运动的图像分别如图中甲、乙两曲线所示．则由图线可知（　　）


A．两电荷的电性可能相反
B．时间内，两电荷的静电力都是先减小后增大
C．甲乙两球的质量比为
D．t2时刻甲电荷的速度为3m/s
25．（2020·山东高三期中）2019年国际电磁场研究中心会场在哥伦比亚大学举行，如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O处电场强度大小等于E0，两个平面通过同一条直径，夹角为α，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在O处的电场强度大小为（　　）

A． E=E0sinα B．E=E0cosα C． D．




























【参考答案】

1．A
【解析】由于不同物质对电子的束缚本领不同，两个不带电的物体摩擦时，对电子束缚本领强的物质就会得到电子带负电，而对电子束缚本领的弱物质就是失去电子带上等量的正电荷，因此摩擦起电的本质是正负电荷的分离，并没有产生新的电荷，电荷是守恒的，总量保质不变，因此A正确，BCD错误。故选A。
2．A
【解析】A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，选项A错误，符合题意；
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，选项B正确，不符合题意；
C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19C，选项C正确，不符合题意；
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，选项D正确，不符合题意；故选A。
3．B
【解析】自然界中物体的带电量是元电荷电量的整数倍：
元电荷电量：，时，，B正确，ACD错误。故选B。
4．C
【解析】S1、S2闭合前，由于静电感应和电荷守恒定律可知、两端出现等量异种电荷，当闭合任何一个开关以后，导体就会与大地连接，大地的电子流向导体，整个导体感应出负电荷，故C正确，A、B、D错误；故选C。
5．A
【解析】AD．库仑定律只适用于真空中的点电荷之间的作用力，两个带电体能看成点电荷是就适用，但点电荷不是体积很小的球体，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，故A正确，D错误；
B．根据库仑定律可知，当两个点电荷距离趋于0时，电荷不再是点电荷，则库仑定律不适用，故B错误；
C．电荷间的库伦力是一对作用力和反作用力，总是等大，反向的，与两个点电荷电量是否相等无关，故C错误；故选A。
6．C
【解析】AB．由于两物块带同种电荷，它们之间存在库仑斥力，库仑力对两物块做正功，刚开始时，库仑力大于物块受的摩擦力，物块做加速运动，动能增大；当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动，动能减小，重力势能不变，则机械能先增大，后减小，因此两个物块的动能及两个物块组成的系统机械能都不守恒，AB错误；
C．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，两个物块之间的库仑力做正功，两个物块的电势能逐渐减小，C正确；
D．由库仑定律得知：库仑力与两个物块之间的距离平方成反比，所以库仑力先大于物块所受的摩擦力，后小于摩擦力，D错误。故选C。
7．A
【解析】A．电场线的疏密反映电场强度的相对大小，A处电场线比B处密，则A点的电场强度比B点的大，A正确；
B．电场线可以形象描述电场的强弱和方向，在B点没有画出电场线，但仍有电场，电荷在B点要受到静电力作用，B错误；
C．电场线的疏密反映电场强度的相对大小，A处电场线比B处密，则A点的电场强度比B点的大，根据

同一点电荷在A点受到的静电力比在B点时受到的静电力大，C错误；
D．正电荷放在A点受到的电场力沿电场线的切线方向，由静止释放后，正电荷将离开原电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致，D错误。故选A。
8．B
【解析】带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向



解得：
ACD、与计算不符，ACD错误；
B、与计算结果相符，B正确
9．C
【解析】由库仑定律可得
当，，时，故选C。
10．B
【解析】物块受到向下的重力和水平向左的电场力，因物体处于平衡状态，则斜面对物体的作用力的方向应该在重力和电场力夹角的反向延长线方向，不可能竖直向上，也不可能沿斜面向上，也不可能沿斜面向下，有可能垂直斜面向上，故选B.
11．AC
【解析】A.由于静电感应，导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，故A正确，B错误；
C.若把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电，故C正确；
D.若先移走C，此时导体A和B中的电荷发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电，故D错误．
12．A
【解析】

由题意得，对两小球受力分析如图所示，然后对两球的重力进行矢量平移，构成如图所示的矢量三角形，应用正弦定理得，
联立，解得
然后再对阴影部分三角形进行正弦定理
故，故选A。
13．D
【解析】AB．假设小球A带正电，小球B带负电，对小球各自受力分析，小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力，所以小球B的合力向左。由于小球A、B向右做匀加速运动，所以它们所受合力方向水平向右，则假设不成立，故AB错误；
CD．小球A带负电，小球B带正电，对小球各自受力分析，由牛顿第二定律得，对小球B
①
对小球A ②
两式相加得，所以必有QA＜QB，故D正确，C错误。故选D。
14．ABD
【解析】A．由电场线的分布可知，Q带正电荷，选项A正确；
BC．M点的电场线较N点密集，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，选项B正确，C错误；
D．根据F=Eq可知，同一试探电荷在M点受到的电场力大于它在N点受到的电场力，选项D正确。
故选ABD。
15．AC
【解析】
AB．静止时，对AB球整体进行受力分析，则有：T=2mg+3mg+Eq=5mg+Eq，故A正确，B错误；
CD．假设B球也不带电，则剪断OA线瞬间，A、B、C三个小球一起以加速度g自由下落，互相相对静止，AB、BC间拉力为0.若B球带负电，则相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直下下的电场力qE，电场力 qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度，此时A、B球的加速度为aA=g+
（显然大于g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为T，由牛顿第二定律，则有T+mg=maA
解得T=qE，故C正确，D错误。故选AC。
16．BD
【解析】A．已知为等腰三角形，为重心，则，因此，则轻绳OA、OC与水平面的夹角相等，根据牛顿第三定律知，对B受力分析如图1所示

A、C两球对B球的合力沿方向，即角平分线的反方向，则，综上所述，可得，，故A错误；
B．对B受力分析如图2所示

平移到同一个力的矢量三角形中，有
，故B正确；
C．A、C两球对B球的库仑力的合力

由库仑定律有
解得，故C错误；
D．由电场强度的定义式
解得，故D正确。故选BD。
17．ABC
【解析】A．对c受力分析可知，c受到竖直向下的重力、圆环对c的竖直向上的支持力以及a与b对c的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力或都是排斥力时c才能平衡，所以a与b的电性必定是相同的；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力，对a受力分析可知，a受到竖直向下的重力，和圆环沿半径向外的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向左的分力，b对a的库仑力向左的分力、c对a的库仑力的分力，若a要平衡，则c对a的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以c对a的作用力必须是吸引力，所以c与a的电性一定相反。所以a、b小球带同种电荷，与c球所带的电性相反。所以选项A正确；
B．设圆环的半径为R，a、b、c三个小球的带电量分别为、、，由几何关系可得
，
a与b对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则

所以，所以选项B正确；
CD．把a、b两小球看作一个整体，a、b两小球在圆环上滑动时可看作a、b连线为一个杠杆，c球所在位置为支点，两球绕c旋转，所以a、b整体处于杠杆平衡，受力分析发现，只有a、b自身的重力是让a、b杠杆旋转的力，画出两力的力臂并由几何知识可得
所以杠杆平衡方程为
所以有，即C项正确，D项错误。故选ABC。
18．BD
【解析】由题意，在三角形的正中心P放置电荷量为-q（q>0）的试探电荷，所受电场力大小为F1，方向由P指向A，可知合场强方向由A指向P，且
将BC棒取走，试探电荷所受电场力大小变为F2，方向由A指向P，则AB和AC棒产生的合场强方向由P指向A，且两棒产生的场强大小相等，合场强为
由以上分析可知，三个棒均带负电，BC棒产生的场强大于AB与AC的合场强，因AB与AC的合场强等于AB产生的场强，即BC棒产生的场强大于AB棒产生的场强，即AB棒带负电，所带电荷量绝对值小于BC棒；场强关系满足 ，
解得，，故选BD。
19．B
【解析】A．的场源在、两点产生的场强大小相等，的场源在、两点的产生的场强大小也相等，根据场强的合成可知两点的总场强大小相等，但方向不同，故、两点的电场强度不同；故A错误；
BC．、、、四点在以点电荷为圆心的圆上，可知产生的电场在、、、四点的电势是相等的，所以、、、四点的总电势可以通过产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知，点的电势最高，、两点对称电势相等，点电势最低；故B正确，C错误；
D．由点电荷的场强公式
合成可得
方向向左；
方向向右；故，则D错误。故选B。
20．C
【解析】AB．在两电荷连线的中垂线上，中点O的场强最大，由O点到c点或d点，场强逐渐减小，所以沿MN从c点到d点场强先增大后减小，因此检验电荷所受电场力先增大后减小，cd两点处于对称的两点场强相等；故AB错误；
CD．在两电荷的连线上，由场强的叠加原理可知，中点O场强最小，从O点到a点或b点，场强逐渐增大，由于a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，场强相等，故C正确D错误。故选C。
21．C
【解析】A、根据对称性可知，A球的电荷量和B球的电荷量相同，故A错误；
BC、设C球的电荷量为，以A球为研究对象，B球对A球的库仑斥力为，C球对A球的库仑引力为，由题意可得一起运动的加速度方向与F的作用线平行，则有： ，，解得：，，故C正确，B错误；
D、以三个小球整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：，故D错误；故选C．
22．D
【解析】由于D点的电场强度为零
可知
则B点的电场强度，方向由B指向C，故D正确。故选D。
23．D
【解析】AB.根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量同种正电荷，故AB错误；
C.电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，其电场强度也不为零，故C错误；
D.由对称性可知，在a、b两点处场强大小相等方向相反，则同一试探电荷所受电场力大小相等，方向一定相反，故D正确．
24．D
【解析】A．由图像0-t1段看出，甲从静止开始与乙同向运动，说明甲受到了乙的排斥力作用，则知两电荷的电性一定相同，A错误；
B．0～t1时间内两电荷间距离逐渐减小，在t1～t2时间内两电荷间距离逐渐增大，由库仑定律得知，两电荷间的相互静电力先增大后减小，B错误；
C．以甲乙为研究对象，系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
解得，C错误；
D．t0～t2时间内，根据动量守恒
解得
t2时刻甲电荷的速度为3m/s，D正确。故选D。
25．D
【解析】
根据对称性，待求的电场强度E一定沿着α角的角分线向右下方，同理大瓣球面在O点的电场强度一定沿着大瓣的角分线向左下方，由于是半个球面，所以这两个电场强度一定垂直，合场强等于E0，根据平行四边形法则作图
D正确，ABC错误。故选D。