2022年高考物理复习夯实核心素养电场性质的理解和应用（原卷版）

8.4电场性质的理解和应用命题点精析（一）库仑定律的理解和应用1．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。学科网（北京）股份有限公司 1．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离。3．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布。学科网（北京）股份有限公司 典型例题例1如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca学科网（北京）股份有限公司 ＝4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．a、b的电荷同号，k＝B．a、b的电荷异号，k＝学科网（北京）股份有限公司 C．a、b的电荷同号，k＝D．a、b的电荷异号，k＝学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 练1已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同．如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V＝πr3，则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为(　　)学科网（北京）股份有限公司 A.B.C.D.学科网（北京）股份有限公司 练2三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的电荷量为q，球2的电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知(　　)A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6学科网（北京）股份有限公司 命题点精析（二）库仑力作用下的平衡和加速问题带电小球在电场力的作用下处于平衡状态的分析，关键是明确电场力和库仑力的方向特点，同时注意共点力平衡条件的应用是解题的关键。注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向学科网（北京）股份有限公司 例2如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷，Q带负电荷D.P带负电荷，Q带正电荷练3如图甲所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m的带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OB绳对小球的作用力大小为FT.现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA绳竖直，OB绳对小球的作用力大小为FT′.根据以上信息可以判断FT和FT′的比值为(　　)学科网（北京）股份有限公司 A.B.C.D．条件不足，无法确定学科网（北京）股份有限公司 练4电荷量为4×10－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10－6C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点．A、B间距离为30cm，AB连线与竖直方向夹角为60°.静电力常量为9.0×109N·m2/C2，小球可视为点电荷．下列图示正确的是(g取10m/s2)(　　)学科网（北京）股份有限公司 例3如图，光滑绝缘圆环竖直放置，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学科网（北京）股份有限公司 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、c小球带同种电荷学科网（北京）股份有限公司 B．a、b小球带异种电荷C．a、b小球电荷量之比为D．a、b小球电荷量之比为学科网（北京）股份有限公司 练5如图所示，两个带电量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为d的水平面上，另有一个质量为m，带电量为q的带电粒子A，悬浮于空中不动，此时A离Q1的距离为32d，离Q2的距离为12d。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则学科网（北京）股份有限公司 A．Q1与Q2可能为异种电荷B．Q1=3Q2C．Q1=9Q2D．Q1=3mgd28kq学科网（北京）股份有限公司 练6如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点位于Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度刚好又变为零。若此电荷在A点处的加速度大小为3g/4，则此电荷在B点处的加速度a为学科网（北京）股份有限公司 A．a=4g，方向竖直向上B．a=4g，方向竖直向下C．a=3g，方向竖直向上D．a=3g，方向竖直向下学科网（北京）股份有限公司 例4如图所示，质量为m的小球A穿在足够长的光滑绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A(可视为点电荷)带正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷．将A由距B竖直高度为H处无初速度释放，小球A下滑过程中电荷量不变．整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g.求：学科网（北京）股份有限公司 (1)A球刚释放时的加速度大小；(2)当A球的动能最大时，A球与B点间的距离．学科网（北京）股份有限公司 练7(多选)某平面区域电场线呈上下、左右对称分布，如图所示，已知M、N为区域中上、下对称的两点，根据以上条件，下列判断正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．M点电场强度与N点电场强度相同B．正电荷在该电场中受到的最大电场力向右C．将正电荷从M点沿虚线移动到N点，电场力做正功学科网（北京）股份有限公司 D．将一不计重力的带电粒子在电场中某点静止释放，粒子可能沿电场线运动练8(多选)如图所示，A、B、C、D、E是直角坐标系xOy中的五个点，其坐标分别为学科网（北京）股份有限公司 A(1,1)，B(1,0)，C(0，－1)，D(－1,0)，E(0,1)．在坐标原点O和A点处分别放置一等量正、负点电荷，关于这些点的场强和电势，下列说法正确的是(　　)A．C点处的场强比E点处的场强大学科网（北京）股份有限公司 B．C点处的场强与D点处的场强大小相等C．C点处的电势比B点处的电势高D．C点处的电势与E点处的电势相等学科网（北京）股份有限公司 核心素养大提升例5如图所示，在竖直面内A学科网（北京）股份有限公司 点处固定有一带电的小球，可视为点电荷．在带电小球形成的电场中，有一带电粒子在水平面内绕O点做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)A．粒子运动的水平面为等势面学科网（北京）股份有限公司 B．粒子运动的轨迹在一条等势线上C．粒子运动过程中所受的电场力不变D．粒子的重力可以忽略不计学科网（北京）股份有限公司 练9(多选)某种静电除尘器中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.B点是AK连线的中点．在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．A、K之间电场强度的大小为B．电子到达A时动能等于eU学科网（北京）股份有限公司 C．由K到A电子电势能增大了eUD．B、K之间的电势差小于A、B之间的电势差学科网（北京）股份有限公司 练10如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q，坐标轴上有A、B、C三点，OA＝OB＝BC＝a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．点电荷Q位于O点B．O点电势比A点电势高学科网（北京）股份有限公司 C．C点的电场强度大小为D．将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司