2024年高考“2024年高考“最終三十天”專題透析PAGE好教化好教化云平臺(tái)——教化因你我而變PAGE6電場力的性質(zhì)專練十一電場力的性質(zhì)一、考點(diǎn)內(nèi)容(1)電荷守恒、靜電現(xiàn)象及說明專練十一電場力的性質(zhì)一、考點(diǎn)內(nèi)容二、考點(diǎn)突破二、考點(diǎn)突破1．假如空氣中的電場很強(qiáng)，使得氣體分子中帶正、負(fù)電荷的微粒所受的相反的靜電力很大，以至于分子破裂，于是空氣中出現(xiàn)了可以自由移動(dòng)的電荷，那么空氣變成了導(dǎo)體，這種現(xiàn)象叫做空氣的“擊穿”。已知高鐵上方的高壓電接觸網(wǎng)的電壓為27.5kV。陰雨天時(shí)當(dāng)雨傘傘尖四周的電場強(qiáng)度達(dá)到2.5×104V/m時(shí)空氣就有可能被擊穿。因此乘客陰雨天打傘站在站臺(tái)上時(shí)，傘尖與高壓電接觸網(wǎng)的平安距離至少為()A．0.6mB．1.1mC．1.6mD．2.1m2．在場強(qiáng)為E＝keq\f(Q,r2)的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一帶電荷量為＋Q的正點(diǎn)電荷，ac、bd為相互垂直的兩條直徑，其中bd與電場線平行，不計(jì)摸索電荷的重力，如圖所示。則()A．把一正摸索電荷＋q放在a點(diǎn)，摸索電荷恰好處于平衡B．把一負(fù)摸索電荷－q放在b點(diǎn)，摸索電荷恰好處于平衡C．把一負(fù)摸索電荷－q放在c點(diǎn)，摸索電荷恰好處于平衡D．把一正摸索電荷＋q放在d點(diǎn)，摸索電荷恰好處于平衡3．(多選)如圖為靜電除塵器除塵機(jī)原理示意圖，塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，下列表述正確的是()A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B．電場方向由集塵極指向放電極C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大4．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l，O點(diǎn)與小球B的間距為eq\r(3)l。當(dāng)小球A平衡時(shí)，懸線與豎直方向夾角θ＝30°。帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為k。則()A．A、B間庫侖力大小F＝eq\f(kq2,2l2)B．A、B間庫侖力大小F＝eq\f(\r(3)mg,3)C．細(xì)線拉力大小FT＝eq\f(kq2,3l2)D．細(xì)線拉力大小FT＝eq\r(3)mg5．如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則()A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷6．如圖所示，一勻稱帶電荷量為＋Q的細(xì)棒，在過中點(diǎn)c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點(diǎn)，且ab＝bc＝cd＝L，在a點(diǎn)處有一電荷量為＋eq\f(Q,2)的固定點(diǎn)電荷q。已知b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()A．keq\f(5Q,9L2) B．keq\f(3Q,L2)C．keq\f(3Q,2L2) D．keq\f(9Q,2L2)7．如圖所示，A、B為兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷，在其連線中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力)，由靜止釋放后，下列說法中正確的是()A．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值D．點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零8．(多選)用細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球B，另一也帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，A、B兩球與地面的高度均為h，小球B在重力、拉力和庫侖力的作用下靜止不動(dòng)，如圖所示?，F(xiàn)將細(xì)繩剪斷后()A．小球B在細(xì)繩剪斷瞬間起起先做平拋運(yùn)動(dòng)B．小球B在細(xì)繩剪斷瞬間加速度大于gC．小球B落地的時(shí)間小于eq\r(\f(2h,g))D．小球B落地的速度大于eq\r(2gh)9．用長為1.4m的輕質(zhì)松軟絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為1.0×10－2kg、電荷量為2.0×10－8C的小球，細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)?，F(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場，平衡時(shí)細(xì)線與鉛垂線成37°，如圖所示。現(xiàn)向左拉小球使細(xì)線水平且拉直，靜止釋放。sin37°＝0.6。則()A．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為3.75×107N/CB．平衡時(shí)細(xì)線的拉力為0.17NC．經(jīng)過0.5s，小球的速度大小為6.25m/sD．小球第一次通過O點(diǎn)正下方時(shí)，速度大小為7m/s10．如圖所示，等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB連線的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點(diǎn)，ACBD構(gòu)成一個(gè)正方形。一帶負(fù)電的小球(可視為點(diǎn)電荷)套在絕緣桿上自C點(diǎn)無初速釋放，則小球由C運(yùn)動(dòng)到D的過程中，下列說法正確的是()A．桿對(duì)小球的作用力先增大后減小B．桿對(duì)小球的作用力先減小后增大C．小球的速度先增大后減小D．小球的速度先減小后增大11．如圖所示，用一根絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶電小球，小球的質(zhì)量為m，電量為q，現(xiàn)加一水平的勻強(qiáng)電場，平衡時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向夾角為θ。(1)試求這個(gè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E大??；(2)假如將電場方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，小球平衡時(shí)，絕緣細(xì)線仍與豎直方向夾角為θ，則E′的大小又是多少？12．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正電荷。將A由距B豎直高度為H處無初速度釋放，小球A下滑過程中電荷量不變。不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g。求：(1)A球剛釋放時(shí)的加速度大小。(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)的距離。答案二、考點(diǎn)突破二、考點(diǎn)突破1．【答案】B【解析】由題：U＝27.5×103V，E＝2.5×104V/m，則由U＝Ed得：d＝eq\f(U,E)＝1.1m，故選項(xiàng)B正確。2．【答案】B【解析】點(diǎn)電荷＋Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的電場方向?yàn)樗较蛴?，大小為Ea＝keq\f(Q,r2)，與電場E疊加后合電場指向右斜上方，故正摸索電荷受力不平衡，A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向豎直向下，大小為Eb＝keq\f(Q,r2)，與電場E疊加后合場強(qiáng)為零，摸索電荷正好受力平衡，B正確；在c點(diǎn)的合場強(qiáng)方向?yàn)樾毕蜃笊戏?，電場不為零，摸索電荷不能平衡，C錯(cuò)誤；在d點(diǎn)的合場強(qiáng)方向豎直向上，電場不為零，摸索電荷不能平衡，D錯(cuò)誤。3．【答案】BD【解析】由題圖所示可知，集塵極電勢(shì)高，放電極電勢(shì)低，放電極與集塵極間電場方向向左，即電場方向由集塵極指向放電極，塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移，則知塵埃所受的電場力向右，故到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤，B正確。電場方向向左，帶電塵埃所受電場力方向向右，帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相反，故C錯(cuò)誤。由F＝Eq可知，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大，故D正確。4．【答案】B【解析】小球A的受力分析如圖：由于對(duì)稱性，繩子拉力等于庫侖力，且依據(jù)平衡條件則F庫cos30°＝eq\f(1,2)mg，化簡則F庫＝eq\f(\r(3)mg,3)，即繩子拉力F＝eq\f(\r(3)mg,3)，因此正確選項(xiàng)為B。5．【答案】D【解析】依據(jù)兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直說明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)。設(shè)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，P所帶電荷量大小為q，Q所帶電荷量大小為q'。若P帶負(fù)電，對(duì)P分析如圖甲所示，此時(shí)Q應(yīng)帶正電，對(duì)Q分析如圖乙所示，兩細(xì)繩可與天花板垂直，符合題意；同理分析若P帶正電，不符合題意。故選D。6．【答案】A【解析】電荷量為＋eq\f(Q,2)的點(diǎn)電荷q在b處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為E＝eq\f(kQ,2L2)，方向向右。又b點(diǎn)處的合場強(qiáng)為零，依據(jù)電場的疊加原理可知細(xì)棒與q在b處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，則知細(xì)棒在b處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E′＝eq\f(kQ,2L2)，方向向左。依據(jù)對(duì)稱性可知細(xì)棒在d處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為eq\f(kQ,2L2)，方向向右；而電荷量為eq\f(Q,2)的點(diǎn)電荷q在d處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為E″＝eq\f(kQ,23L2)＝eq\f(kQ,18L2)，方向向右；所d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為Ed＝E″＋E′＝eq\f(5kQ,9L2)，方向向右。7．【答案】C【解析】在兩電荷連線中垂線上電場強(qiáng)度方向O→P，負(fù)點(diǎn)電荷q從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力方向P→O，速度越來越大。但電場線的疏密狀況不確定，電場強(qiáng)度大小改變狀況不確定，則電荷所受電場力大小改變狀況不確定，加速度改變狀況無法推斷，故A、B錯(cuò)誤；越過O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度最大，電場力為零，加速度為零，故C正確；依據(jù)電場線的對(duì)稱性可知，越過O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，加速度的改變狀況無法推斷，故D錯(cuò)誤。8．【答案】BCD【解析】將細(xì)繩剪斷瞬間，小球B受到重力和庫侖力的共同作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此從剪斷細(xì)繩瞬間起起先，小球B不行能做平拋運(yùn)動(dòng)，且加速度大于g，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在落地過程中，除受到重力外，還受到庫侖斥力，那么豎直方向的加速大于g，因此小球B落地的時(shí)間小于eq\r(\f(2h,g))，落地的速度大于eq\r(2gh)，故C、D正確。9．【答案】C【解析】小球在平衡位置時(shí)，由受力分析可知qE＝mgtan37°，解得N/C，細(xì)線的拉力N，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小球向左被拉到細(xì)線水平且拉直的位置，釋放后將沿著電場力和重力的合力方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，其方向與豎直方向成37°角，如圖所示，加速度大小為m/s2，繩子剛伸直時(shí)，位移x＝2Lsin37°＝1.68m，依據(jù)，可得此過程的時(shí)間s＞0.5s，則經(jīng)過0.5s，小球的速度大小為v＝at1＝6.25m/s，選項(xiàng)C正確；小球從水平位置到最低點(diǎn)的過程中，若無能量損失，則由動(dòng)能定理得：，帶入數(shù)據(jù)解得v＝7m/s，因小球從水平位置先沿直線運(yùn)動(dòng)，然后當(dāng)細(xì)繩被拉直后做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)，在繩子被拉直的瞬間有能量的損失，可知到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度小于7m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10．【答案】A【解析】從C到D，電場強(qiáng)度先增大后減小，則電場力先增大后減小，則桿對(duì)小球的作用力先增大后減小，故A正確，B錯(cuò)誤。因直桿處于AB連線的中垂線上，所以此線上的全部點(diǎn)的電場方向都是水平向右的，對(duì)帶電小球進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力，水平向左的電場力和水平向右的彈力，水平方向上受力平衡，豎直方向上的合力大小等于重力，重力大小不變，加速度大小始終等于重力加速度，所以帶電小球始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤。11．【解析】(1)對(duì)小球受力分析，受到重力、電場力和細(xì)線的拉力，如圖甲所示。由平衡條件得：mgtanθ＝qE解得：E＝eq\f(mgtanθ,q)。(2)將電場方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′后，電場力方向也順時(shí)針轉(zhuǎn)過θ角，大小為F′＝qE′，此時(shí)電場力與細(xì)線垂直，