9.6 专题二：电场力的性质（课后练习）-高中物理人教版（2019）必修第三册高二上学期课前课中课后同步试题精编

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9.6专题二：电场力的性质 课后练1. 如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（　　）A. A点的场强大小为B. B点的场强大小为C. D点的场强大小不可能为0D. A、C两点的场强相同2. 如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上．圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷＋q，则＋q在A点所受的电场力为A. ，方向向上B. ，方向向上C. ，方向水平向左D. 不能确定3. 两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（　　）A. B. C. D. 4. 如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（　　）A. 速度先增大，再减小 B. 速度一直增大C. 加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大 D. 加速度先减小，再增大5. 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+qEB. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qEC. 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qED. 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qE6. 如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，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可能为带等量异号的正、负电荷 B. A、B可能为带不等量的正电荷C. a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零 D. 同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向一定相反7. 如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O点对称，则（　　）A. B、C两点场强大小和方向都相同 B. A、D两点场强大小相等，方向相反C. E、O、F三点比较，O的场强最大 D. B、O、C三点比较，O点场强最大8. 如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（ ）A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度减小D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小9. 如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定着一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点）．以向右为正方向，下图中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（ ）A. 　　B. 　C. 　D. 10. 如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）A. B. C. D. 11. 如图所示，光滑的水平轨道AB，与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，B为最低点，D为最高点。一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动，恰能通过最高点，则（　　）A. R越大，x越大B. R越大，小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C. m越大，x越大D. m与R同时增大，电场力做功增大12. 如图所示，真空中三个质量相等的小球A、B、C，带电量分另为QA = 6q，QB=3q，QC=8q．现用恰当大小的恒力F拉C，可使A、B、C沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中 A、B、C保持相对静止，且A、B间距离与B、C间距离相等．不计电荷运动产生磁场的影响，小球可视为点电荷，则此过程中B、C之间的作用力大小为A. B. C. D. 13. 如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向。14. 如图所示，两根长为L的绝缘细线下端分别悬挂一质量为m、电荷量分别为＋q和－q的小球A和B，A、B间也用长为L的绝缘细线相连，整个装置处于强度大小为E、方向水平向左的匀强电场中，为了使A、B间的细线拉紧，并使小球处于静止状态。求E的大小应满足的条件。15. 如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的连线水平。质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R。从小球（小球直径小于细圆管直径）进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口C处离开圆管后，又能经过A点。设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求：(1)小球到达B点时的速度大小；(2)小球受到的电场力大小；(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。16. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球质量为m，电量为－q。用绝缘轻绳（不伸缩）悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角θ＝30°。绳长为l，AO＝CO＝DO＝l，OD水平，OC竖直。求：（1）电场强度E的大小；（2）当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，小球向右运动过程中的最大速率和该时刻轻绳中张力的大小（计算结果可带根号）。17. 如图所示，在竖直平面内有两个点电荷，固定在同一水平直线上相距为的A、两点，其电荷量分别为、。在A、两点连线的垂直平分线处固定一光滑竖直绝缘杆，在杆上点有一个质量为、电荷量为的小环（可视为点电荷）由静止释放。已知A、、三点连线为正三角形，重力加速度为。求：(1)释放小环瞬间，杆对小环的作用力大小；(2)小环滑到点时的速度大小。18. 如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为，一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量，取，，）求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？19. 如图所示，带电小球和放在倾角为的光滑绝缘斜面上，质量均为，所带电荷量分别为和，沿斜面向上的恒力作用于球，可使、保持间距不变沿斜面向上加速运动，已知重力加速度为，静电力常量，求：(1)加速度的大小；(2)的大小。参考答案1. A【详解】A．正点电荷Q在A点的电场强度大小而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为故A正确；B．同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为故B错误；C．当点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，且大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；D．根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，故D错误；故选A。2. B【详解】检验电荷受的库仑力沿着电荷的连线指向+q，由对称性可知在垂直于竖直线的方向上的分力相互抵消，只有沿竖直线方向的分力．所以+q在A点所受的电场力方向向上．由库仑力公式知：A．，方向向上，与结论不相符，选项A错误；B．，方向向上，与结论相符，选项B正确；C．，方向水平向左，与结论不相符，选项C错误；D．不能确定，与结论不相符，选项D错误；3. A【详解】等量异种电荷的连线上的中点处电场强度最小，由中点向两边逐渐增大，所以A正确．4. AD【详解】AB．等量负电荷连线的中垂线O点以上部分电场方向竖直向下，并且从无穷远处向O点先增大后减小，O点以下部分电场方向竖直向上，并且从无穷远处向O点先增大后减小，所以带正电的小球C从P点释放后，在P→O过程中电场力做正功，速度增大，从O到N过程中电场力做负功，速度减小，A正确，B错误；CD．由于P和N点的位置与中垂线上电场强度最大点的位置关系不明，所以加速度变化不是一定的，如果P和N点在最大电场处外面，在小球C的加速度先增大再减小，过O点后，加速度先增大再减小，C错误，D正确。故选AD。5. AC【详解】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。6. D【详解】AB．电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，则由电场线分布可知，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。故选D。7. AC【详解】A．由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均相同，A正确；B．A、D两点场强大小相等、方向相同，B错误；CD．在两点电电荷连线的中垂线上，O点场强最大，在两点电荷连线上，O点场强最小，C正确，D错误。故选AC。8. BC【详解】A B．做曲线运动的物体，所受合外力方向指向曲线的凹侧，其次粒子所受静电力与电场线的切线方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，A错误，B正确；C．电场线密集的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，C正确；D．从B到A过程中，静电力与速度方向成锐角，静电力做正功，动能增大，速度增大， D错误。故选BC。9. A【详解】试题分析：N点的小球释放后，受到向右的库仑力的作用，开始向右运动，根据库仑定律可得，随着两者之间的距离的增大，N受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律可得，N点的点电荷做加速度减小的直线运动，而图像中图像的斜率表示物体运动的加速度，所以A正确，B图像表示物体做匀加速直线运动，C图像表示物体做加速度增大的直线运动，D图像表示物体先做加速度增大的直线运动，后做加速度减小的直线运动．10. B【详解】a点电荷量为q的点电荷在b处产生的电场强度为方向向右，而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘，与a点处有一电荷量为的固定点电荷，在b点处的场强为零，可得圆盘在b点处产生的电场强度大小也为方向向左，那么圆盘在d产生的电场强度的大小仍为方向向右，而a处电荷量为q的点电荷在d处产生的电场强度为方向向右，则d处的电场强度大小为故B正确，ACD错误。故选B。11. ACD【详解】A．小球在BCD部分做圆周运动，在D点，有从A到D过程，由动能定理有联立解得可知，R越大，x越大．故A正确；B．小球由B到D的过程中，由动能定理有在B点有解得则知小球经过B点瞬间轨道对小球的支持力与R无关，则小球经过B点后瞬间对轨道的压力也与R无关，故B错误；C．由上面的分析，有，可知，m越大，x越大，故C正确；D．从A到D过程，由动能定理有联立解得可知m与R同时增大，电场力做功越多，故D正确。故选ACD。12. A【详解】对三个球的整体：F=3ma；对AB的整体：F1=2ma，解得F1=；即AB对C的库仑力的合力为；因：，分析库仑力的方向后可知FBC-FAC= ，解得．13. 【答案】(1)F=9.0×10-3N ；(2)，方向沿y轴正方向【详解】(1)根据库仑定律，A、B间的库仑力大小为代入数据得F=9.0×10-3N(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为代入数据得方向沿y轴正方向。14.【答案】【详解】设OA线拉力为，AB线拉力为，经受力分析得，水平方向竖直方向由此可得得因为，所以15. 【答案】(1)；(2)；(3)3mg，方向水平向右【详解】(1)小球从A开始自由下落到管口B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有解得(2)设电场力的水平分力和竖直分力分别为和，则小球从B到C的过程中，电场力的水平分力做负功，根据动能定理得小球从C处离开圆管后，做类平抛运动，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，则联立解得故电场力的大小为(3)小球经过管口C处时，由电场力的水平分力和管子的弹力的合力提供向心力，由牛顿运动定律得解得方向向左，根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管壁的压力大小方向水平向右。16.【答案】（1）；（2）；【详解】（1）小球在A点处于平衡状态电场强度（2）当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，小球先沿电场力与重力的合力的方向做匀加速直线运动，由D运动到B， OB与竖直方向夹角为30°方向绳绷直，A、B关于OC对称，设此时速度为vB根据牛顿第二定律解得小球的加速度根据几何关系可知，由D到B位移等于绳长l，根据解得，小球刚运动到B时的速度绳绷直后，小球沿绳方向的分速度变为零，垂直绳方向速度v´不变，使小球绕O点做圆周运动小球从B点做圆周运动的速度小球运动到A点切向加速度为零，圆周运动的速度达到最大由B到A位移为l，重力做功为零，根据动能定理，有解得：小球运动到A时的速度所以，小球向右摆动过程中的运动到A点时有最大速率，最大速率根据牛顿第二定律，有此时轻绳中张力17. 【答案】(1)；(2)【详解】(1)由库仑定律A处正点电荷对点处小环的库仑力大小处负点电荷对点处小环的库仑力大小释放小环瞬间，两点电荷对小环的合力大小则杆对小环的作用力大小(2)小环从滑到，电场力不做功，根据动能定理有因为所以小环滑到点时的速度大小18. 【答案】(1)a＝3.2 m/s2；(2)r＝0.9 m【详解】(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得解得(2)小球B速度最大时合力为零，即解得19.【答案】(1)；(2)【详解】（1）根据库仑定律，两球相互吸引的库仑力为隔离B球，由牛顿第二定律有联立解得加速度为（2）把A球和B球看成整体，由牛顿第二定律有联立以上解得