电场力的性质(限时：40分钟)A级跨越本科线1(2015江苏高考)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，春秋纬考异邮中有“玳瑁吸衣若”之说，但下列不属于静电现象的是() 【导学号：96622316】A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉C用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象2(2015安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为Fk，式中k为静电力常量若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为()AkgA2m3BkgA2m3s4Ckgm2C2 DNm2A2B由公式Fk得，k，故k的单位为，又由公式qIt得1 C1 As，由Fma可知1 N1 kgms2，故11 kgA2m3s4，选项B正确3(2016浙江高考)如图6111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，() 【导学号：96622317】图6111A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C带电体C靠近导体A、B时，A、B发生静电感应现象，使A端带负电，B端带正电，但A、B是一个等势体，选项A、B错误；移去带电体C后，A、B两端电荷中和，其下部的金属箔都闭合，选项C正确；若先将A、B分开，再移去带电体C，A、B上的电荷不能中和，其下部的金属箔仍张开，选项D错误4(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点处场强的强弱如图6112甲所示是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称则()甲乙图6112AB、C两点场强大小和方向都相同BA、D两点场强大小相等，方向相反CE、O、F三点比较，O的场强最强DB、O、C三点比较，O点场强最弱ACD由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均相同，A正确；A、D两点场强大小相同，方向也相同，B错误；在两电荷连线的中垂线上，O点场强最强，在两点电荷连线上，O点场强最弱，C、D正确5.有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度图象如图6113所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是选项中的() 【导学号：96622318】图6113B由vt图象可知，负电荷的a和v均增加，故EBEA，B点的电场线比A点的密，且电场力与v同向，E与v反向，故选项B正确6(多选)(2016浙江高考)如图6114所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为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8.0104 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k9.0109 Nm2/C2，则()图6114A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.0102 NCB球所带的电荷量为4108 CDA、B两球连线中点处的电场强度为0ACD用丝绸摩擦过的玻璃棒接触A球，使A球带正电，由题意知A、B两球接触后分开，则两球所带电荷量相等，选项A正确；两球平衡后受力如图所示，球B所受静电力Fmgtan 6.0103 N，球A、B所受静电力大小相等，选项B错误；由F及q1q2知，小球所带电荷量q4108 C，选项C正确；A、B两球所带电荷在其连线的中点处产生的电场强度大小相等、方向相反，场强为0，选项D正确7经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场(如图6115甲所示)与等量异种点电荷之间的电场分布(如图乙所示)完全相同图丙中点电荷q到MN的距离OA为L，AB是以电荷q为圆心、L为半径的圆上的一条直径，则B点电场强度的大小是 ()甲 乙丙图6115A. B.C. D.C由题意知，丙图电场分布与乙图虚线右侧电场分布相同，故B处的电场可看作由位于B左侧3L处的q和位于B左侧L处的q产生的电场叠加而成，故B处电场强度大小E，C项正确8.(2017扬州模拟)如图6116所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L2.0 m若将电荷量均为q2.0106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：图6116(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【解析】(1)根据库仑定律，A、B两点处的点电荷间的库仑力大小为Fk代入数据得F9.0103 N(2)A、B两点处的点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1kA、B两点处的点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E2E1cos 30由式并代入数据得E7.8103 N/C场强E的方向沿y轴正方向【答案】(1)9.0103 N(2)7.8103 N/C方向沿y轴正方向B级名校必刷题9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6117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R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为() 【导学号：96622319】图6117A.E B.C.E D.EA若将半球面补成一个完整的球面，则整个球面在N点产生的场强为kk，方向向右，由题干可得右侧半球面在N点产生的场强为E，方向向右，所以右半侧半球面在M点产生的场强EkE，又因为M、N两点关于O点对称，故只有左侧半球面时在N点产生的场强为kE，A正确10如图6118所示，正方形ABCD处于真空中一对等量异种点电荷形成的电场中，点电荷和正方形共面已知AC连线为电场中的一条等势线(图中未画出)，下列分析正确的是()图6118AB、D两点场强大小一定相等BB、D两点场强方向一定相同CB、D两点电势可能相等DA、C两点场强大小一定相等AAC为一条等势线，由等量异种点电荷电场中的电势变化规律可知，两点电荷分别处在关于AC对称的两点若点电荷处在BD连线上，B、D两点场强大小相等，方向相同，A、C两点场强大小相等，方向相同，否则B、D两点场强大小相等，方向不同，A、C两点场强大小不等方向相同，选项BD错误，A正确；同理可知，B、D两点不可能处在同一等势线上，电势不可能相等，选项C错误11(多选)如图6119所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处)，将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上，由P处静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动下列说法正确的是()图6119A圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大B圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度一直增大C若只增大圆环所带的电荷量，圆环从离开细杆后仍然能绕点电荷Q做匀速圆周运动D若将带电圆环P(P的上方)静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷Q做匀速圆周运动BC圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力、杆的弹力，库仑引力沿杆向下的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为0，加速度存在一个减小的过程，A错；圆环从P运动到O的过程中，库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大，故B正确；根据动能定理得，qUmv2，根据牛顿第二定律得，km，联立得k，可知圆环仍然可以做圆周运动，C正确；若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动故C正确，D错误12如图6120所示，一半径为R的绝缘环上，均匀地带有电荷量为Q的电荷，在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离OPL.设静电力常量为k，关于P点的场强E，下列四个表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是() 【导学号：96622320】图6120A. B.C. D.D将圆环分为n个小段，当n相当大，每一小段都可以看作点电荷，其所带电荷量为q，由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为Ekk，由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量Ey相互抵消，而E的轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强E，即EnExn，选项D正确13如图6121所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30的光滑斜面上，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA0.43 kg，mB0.20 kg，mC0.50 kg，其中A不带电，B、C的电量分别为qB2105C、qC7105C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a2.0 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，g取10 m/s2.求：图6121(1)开始时BC间的距离L；(2)F从变力到恒力需要的时间t；(3)在时间t内，力F做功WF2.31 J，求系统电势能的变化量EP.【解析】(1)ABC静止时，以AB为研究对象有：(mAmB)gsin 30解得：L2.0 m.(2)给A施加力F后，AB沿斜面向上做匀加速运动，AB分离时两者之间弹力恰好为零，对B用牛顿第二定律得：mBgsin 30mBa解得：l3.0 m由匀加速运动规律得：lLat2解得：t1.0 s.(3)A、B分离时两者仍有相同的速度，在时间t内对A、B用动能定理得：WF(mAmB)g(lL)sin 30WC(mAmB)v2又vat得：WC2.1 J所以系统电势能的变化量Ep2.1 J.【答案】(1)2.0 m(2)1.0 s(3)2.1 J