1、【 精品教育资源文库 】 练案 20 电场力的性质 一、选择题 (本题共 10 小题， 1 6 题为单选， 7 10 题为多选 ) 1 (2018 河南名校期中 )宇航员在探测某星球时发现： 该星球带负电，而且带电均匀； 星球表面没有大气； 在一次实验中，宇航员将一个带电小球 (其电荷量远远小于星球电荷量 )置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态。如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断 导学号 21993143 ( C ) A小球一定带正电 B小球的电势能一定小于零 C改变小球离星球表面的高度并无 初速释放后，小球仍然处于悬浮状态 D改变小球的电荷量后再在原
2、高度处无初速释放，小球仍然处于悬浮状态 解析 设星球和带电小球的质量分别为 M、 m，电荷量分别为 Q、 q，由于星球带电场匀，可看作电荷集中在球心的点电荷，释放小球后，小球受万有引力和库仑力而处于平衡，有： G MmR h 2 k QqR h 2可知：小球带负电，且平衡位置与高度无关，所以 C 选项正确。 2 (2018 浙江嘉兴等五校联考 )带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动： 在电场线上 运动， 在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由导学号 21993144 ( A ) A一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一
3、带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 解析 负电荷在电场线上运动，说明电场线是直线；负电荷在等势面上做匀速圆周运动，说明等势线是圆形曲线，能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷，不可能是带负电的点电荷，所以 A 正确、 B 错误。两个分立的带等量正电的点电荷可以满足以上条件，而两个分立的带等量负电的 点电荷不能使负电荷完成题中运动，所以 C 错误。 D中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动， D 错误。 3.(2018 抚顺期中 )如图所示带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一电子，若电子某一时刻以初速度 v0从圆环中心处水平向右运动，则此后电子将 导学号 21993145
4、( C ) 【 精品教育资源文库 】 A做匀速直线运动 B做匀减速直线运动 C以圆心为平衡位置振动 D以上选项均不对 解析 将圆环分成无数个正点电荷，再用点电荷场强公式和场强叠加原理求出 v0 方向所在直线上的场强分布即可。由场强叠加原理易知， 把带电圆环视作由无数个点电荷组成，则圆环中心处的场强为 0， v0所在直线的无穷远处场强也为 0，故沿 v0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大。从 O 点沿 v0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右。再由对称性知，沿 v0方向所在直线上的 O 点左方也必有一点场强最大，无穷远处场强为零，方向处处向左。故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将
5、向右减速至零，再向左运动，当运动到 O 点处时，速度大小仍为 v0，并向左继续运动至速度也为零 (这点与 O 点右方的速度为零处关于 O 点对称 )，然后往复运动。在整个运动过程中， F 电 是个变力，故 加速度也是变化的。 4.(2018 重庆调研 )两个可自由移动的点电荷分别放在 A、 B 两处，如图所示。 A 处电荷带正电荷量 Q1， B 处电荷带负电荷量 Q2，且 Q2 4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放在 AB 直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则 导学号 21993146 ( A ) A Q3为负电荷，且放于 A 左方 B Q3为负电荷，且放于 B 右方 C Q3为正电
6、荷，且放于 A、 B 之间 D Q3为正电荷，且放于 B 右方 解析 因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知 Q1和 Q2是异种电荷，对 Q3的作用力一为引力，一为斥力，所以 Q3要平衡就不能放在 A、 B 之间。根据库仑定律知，由于 B 处的电荷 Q2电荷量较大， Q3应放在离 Q2较远而离 Q1较近的地方才有可能处于平衡，故应放在 Q1的左侧。要使 Q1和 Q2也处于平衡状态， Q3必须带负电，故应选 A。 5 (2018 山东省师范大学附中月考 )如图所示， a、 b 是两个点电荷，它们的电荷量分别为 Q1、 Q2， MN 是 ab 连线的中垂线， P 是中垂线上的一点下列哪
7、种情况能使 P 点电场强【 精品教育资源文库 】 度方向指向 MN 的右侧 导学号 21993147 ( B ) A Q1、 Q2都是正电荷，且 Q1|Q2| C Q1是负电荷， Q2是正电荷，且 |Q1|Q2| 解析 Q1、 Q2为同种电荷，若 Q1、 Q2都是正电荷，由 E kQr2可知，当 Q1|Q2|时才能使平行四边形的对角线指向 MN 的左侧，故 D 错误。 Q1、 Q2为异种电荷，若 Q1是负电荷， Q2是正电荷， P 点的场强方向一定指向 MN 的左侧，故 C 错误；若 Q1是正电荷， Q2是负电荷， P 点的场强方向一定指向 MN 的右侧，故 B 正确。 6 (2018 浙江
8、六校联考 )如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球 a、 b 和 c 分别位于边长为 l 的正三角形的三个顶点上； a、 b 带正电，电荷量均为 q， c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为 k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场电场强度的大小为 导学号 21993148 ( B ) A 3kq3l2 B 3kql2 C 3kql2 D 2 3kql2 解析 以小球 c 为研究对象，其受力如图甲所示，其中 F 库 kqqcl2 ，由平衡条件得：2F 库 cos30 Eqc。即： 3kqqcl2 Eqc， E 3kql2 ，此时 a 的受力如图乙所示， 【 精品教育资
9、源文库 】 (kq2l2 )2 ( 3kq2l2 )2 (kqqcl2 )2，解得 qc 2q，即当 qc 2q 时 a 可处于平衡状态，同理 b 亦恰好平衡，故选项 B 正确。 7.(2018 重庆巴蜀中学期中 )如图所示，把一个带电小球 A 固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球 B。现给小球 B 一个垂直 AB 连线方向的速度 v0，使其在水平桌面上运动，则 导学号 21993149 ( ACD ) A若 A、 B 为同种电荷， B 球一定做速度变大的曲线运动 B若 A、 B 为同种电荷， B 球一定做加速度变大的曲线运动 C若 A、 B 为异种电荷， B 球可能做加速度
10、、速度都变小的曲线运动 D若 A、 B 为异 种电荷， B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变 解析 若 A、 B 为同种电荷，则 A、 B 间为斥力， A、 B 间距离变大，斥力变小，则 B球一定做加速度变小、速度变大的曲线运动， A 正确， B 错误。若 A、 B 为异种电荷，如果 A、B 间的引力恰好提供向心力，则 B 球做匀速圆周运动，所以 B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变， D 正确；如果 A、 B 间的引力小于向心力，则 B 球可能做加速度、速度都变小的离心运动， C 正确。 8 (2018 四川南充期中 )如图所示，在场强大小为 E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线
11、一端拴一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电小球，另一端固定在 O 点。把小球拉到使细线水平的位置 A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成 60 的位置 B 时速度为零。以下说法正确的是 导学号 21993150 ( BC ) 【 精品教育资源文库 】 A小球重力与电场力的关系是 mg 3Eq B小球重力与电场力的关系是 Eq 3mg C小球在 B 点时，细线拉力为 FT 3mg D小球在 B 点时，细线拉力为 FT 2Eq 解析 根据对称性可知，小球处在 AB 中点位置时切线方向合力为零，此时 细线与水平方向夹角恰为 30 ，根据三角函数关系可得： qEsin30 mgco
12、s30 ，化简可知选项 A错误， B 正确；小球到达 B 点时速度为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知： FT qEsin30 mgcos30 ，化简可知 FT 3mg，选项 C 正确， D 错误。 9 (2018 贵州贵阳月考 )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 导学号 21993151 ( AD ) A速
13、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 解析 在 AB 的中垂线上，从无穷远处到 O 点，电场强度先变大后变小，到 O 点变为零，故正电荷所受库仑力沿连线的中垂线运动时，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在 O 点加速度变为零，速度达到最大；由 O 点到无穷远处时，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有 对称性。如果 P、 N 相距很近，加速度则先减小，再增大。 10 (2018 河南省南阳市高三上学期第五次月考 )如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球 M 和 N 分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释
14、放后， MN 保持静止，不计重力，则 导学号 21993152 ( BD ) 【 精品教育资源文库 】 A M 的带电量比 N 大 B M 带负电荷， N 带正电荷 C静止时 M 受到的合力比 N 大 D移动过程中匀强电场对 M 做负功 解析 因为 M、 N 在释放后保持静止，说明受到的合力为 0，若 M 带正电，不论 N 带正电，还是带负电，都不可能同时 静止，只有 M 带负电， N 带正电才能满足同时静止。又 M与 N 之间的库仑力是作用力与反作用力，总是大小相等方向相反，所以二者受到的电场力也必定是大小相等方向相反，由 F qE 可知，二者所带的电量大小相等。故 A 错误， B 正确；静止时，二者受到的合力都是 0，故 C 错误； M 带负电，受到的电场力的方向向左，所以移动过程中匀强电场对 M 做负功，故 D 正确。故选 BD。 二、非选择题 11 (2018 山东临沂月考 )长为 L 的绝缘细线下端系一带正电的小球，其带电荷量为 Q，悬于 O 点，如图所示。当在 O 点另外固定一个正电荷时，如果小球静止在 A 处， 则细线拉力是重力 mg 的两倍，现将小球拉至图中 B 处 ( 60) ，放开小球让它摆动，问： 导学号
