新高考物理一轮复习考点分层训练9.1 电场力的性质（2份，原卷版+解析版）

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\l "_Tc207548239" 题组1：电荷守恒定律与库仑定律 PAGEREF _Tc207548239 \h 1
\l "_Tc207548240" 题组2：静电力作用下的平衡问题 PAGEREF _Tc207548240 \h 2
\l "_Tc207548241" 题组3：三个电荷的平衡问题 PAGEREF _Tc207548241 \h 4
\l "_Tc207548242" 题组4：静电力作用下的动力学问题 PAGEREF _Tc207548242 \h 6
\l "_Tc207548243" 考点二 电场强度与电场线 PAGEREF _Tc207548243 \h 9
\l "_Tc207548244" 题组1：点电荷的电场强度与场强的叠加 PAGEREF _Tc207548244 \h 9
\l "_Tc207548245" 题组2：电场线与带电粒子的轨迹问题 PAGEREF _Tc207548245 \h 11
\l "_Tc207548246" 考点三 非电荷电场强度的计算 PAGEREF _Tc207548246 \h 13
\l "_Tc207548247" 题组1：对称法 PAGEREF _Tc207548247 \h 13
\l "_Tc207548248" 题组2：微元法 PAGEREF _Tc207548248 \h 14
\l "_Tc207548249" 题组3：叠加法 PAGEREF _Tc207548249 \h 16
\l "_Tc207548250" 题组4：补偿法 PAGEREF _Tc207548250 \h 18
9.1 电场力的性质
考点一 电荷守恒定律和库仑定律
题组1：电荷守恒定律与库仑定律
1. （单选）如图所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体．若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA'和QB'。对于上述实验，电荷量关系正确的是( )
A. QA2FQC. E2FQ，
故ACD错误，B正确；
故选：B。
3. （单选）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q> 0，则三个点电荷的电荷量可能为( )
A. Q1=q，Q2= 2q，Q3=q
B. Q1=−q，Q2=−4 33q，Q3=−4q
C. Q1=−q，Q2= 2q，Q3=−q
D. Q1=q，Q2=−4 33q，Q3=4q
【答案】D
【解答】AB.由题可知，若P点处的电场强度为零，则根据电场强度的矢量叠加法则可知，Q1和Q3电性必相同且与Q2电性相反，选项AB的电荷均为正或均为负，则AB错误；
C.设P、Q1间的距离为r，P点处的合场强为E，则根据矢量三角形与数学知识可知cs 120∘=(kqr2)2+(kq4r2)2−E22⋅k2q24r4 ，解得E= 21kq4r2 ，
而Q2产生的场强大小为 E=3 2kq4r2，则P点的场强不可能为零，C错误；
D.设P、Q1间的距离为r，P点处的合场强为E，则根据矢量三角形与数学知识可知cs 120∘=(kqr2)2+(4kq4r2)2−E22⋅4k2q24r4 ， 解得E= 3kqr2，
而Q2产生的场强大小为E= 3kqr2
则P点的场强可能为零，D正确。
故选：D。
4. （单选）边长为d的正六边形，其中顶点A、B、C、E上分别固定一个带电量为+q(q>0)的点电荷，顶点D固定一个带电量为+2q的点电荷，则正六边形的中心O点的场强大小为( )
A. kqd2B. 2kqd2C. 3kqd2D. 2kqd2
【答案】C
【解析】A、B、C、E四点电荷在O点的场强大小均为：E'=kqr2=kqd2，其中B、E两点电荷在O点产生场强的合场强为0，D点电荷在O点产生的场强大小为E' '=2kqd2，则A、D两点电荷在O点产生场强的合场强大小为E'=kqd2，方向由D指向A，则根据矢量合成法则五个电荷在O点产生的场强E= 3kqd2。
题组2：电场线与带电粒子的轨迹问题
5. （单选）如图所示是两个等量异种电荷的电场线分布，A、B是电场中的两点，则( )
A. 左侧带正电荷B. A点电势比B点电势高
C. A、B两点电场强度相等D. 正电荷在A点电势能小于在B点电势能
【答案】D
【解答】A.由等量异种电荷的电场分布特点及电场线的方向可知，左侧源电荷带负电，故A错误；
B.由沿电场线方向电势降低可知，A点电势比B点电势低，故B错误；
C.由电场线的疏密可知，A点电场强度小于B点电场强度，故C错误；
D.由电势能的概念可知，由于A点的电势较低，故正电荷在A点电势能小于在B点电势能，故D正确。
6. （单选）如图所示，图中实线代表电场线，一电子仅在电场力的作用下沿虚线从A点运动到B点。若A点的电势为φA，B点的电势为φB，电子在A点的电势能为EpA，在B点的电势能为EpB，则( )
A. φAEpBB. φAEpB
【答案】C
【解答】根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，由题图轨迹可知，电子仅在电场力的作用下沿虚线从A点运动到B点，可知电场力指向轨迹的内侧，电场力做负功，电势能增加；
根据WAB=q(φA−φB)φB，EpAFCE，故 A 点电荷受到合外力不为零，方向应沿 AD 方向指向 D 。同理可判断 B 点电荷受到其他电荷的作用力方向沿 BE 方向指向 E ，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意；
本题选择错误选项，故选C。
题组4：补偿法
8. （单选）若在一半径为r，单位长度带电量为q(q>0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl(且Δl≪r)，如图所示，则圆心处的场强大小为( )
A. kΔlqrB. kqrΔl2C. kΔlqr2D. kqΔl2r
【答案】C
【解答】把缺口处填补为完整的圆，则填补上的小圆弧带电荷量q'=Δlq，由于Δl≪r，故可视为点电荷，它在O点产生的场强大小为E'=kΔlqr2，由对称性可知整个圆环在O点的场强E合=0，则存在缺口时在O点的场强大小E=E'，即E=kΔlqr2，故C正确，ABD错误。
故选C。
9. （单选）如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF除BC外的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒，每根细棒均匀带上正电。现将带电荷量为+Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走点电荷及AB边上的细棒，则O点的场强大小为(k为静电力常量，不考虑绝缘细棒及点电荷之间的相互影响) ( )
A. kQL2B. 4kQ3L2C. 2kQ3L2D. 4 3kQ3L2
【答案】D
【解析】由题意可知，带电荷量为+Q的点电荷在O点产生的场强大小为E=kQ( 32L)2=4kQ3L2，那么每根绝缘细棒在O点产生的场强大小均为E=4kQ3L2，因此点电荷及AB边上的细棒在O点的合场强大小E合=4 3kQ3L2，其方向如图所示：
若移走点电荷及AB边上的细棒，那么其余细棒在O点的合场强大小为E​'合=4 3kQ3L2，方向与图中E合方向相反，故D项正确。