资源简介 第九章 专题课 电场的力的性质1. 如图所示,两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径r l,静电力常量为k,则轻绳的张力大小为( B )A. 0 B. C. 2 D.【解析】 轻绳的张力等于两个带电小球之间的库仑力,由库仑定律得F=,B正确。2. 如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个所带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方。已知绳长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡时A、B处于同一高度,重力加速度为g,静电力常量为k,则 ( D )A. A、B间库仑力大小为B. A、B间库仑力大小为2mgC. 细线拉力大小为mgD. 细线拉力大小为【解析】 由几何关系可知,OA与OB的夹角为60°,A、B间距离r=2lsin 60°=l,则A、B间库仑力大小为F=,A错误;根据平行四边形定则可知,A、B间的库仑力为F=mgtan 60°=mg,细线的拉力FT==2mg,或者FT=·,B、C错误,D正确。3. [2025·湖州期末]如图所示,水平向右的匀强电场的电场强度大小为E,在电场中O点固定一个点电荷。以点电荷为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点,一试探电荷放在a点时受到的电场力恰好为0,则( C )A. 点电荷带负电B. b点电场强度大小为E,方向向上C. c点电场强度大小为2E,方向向右D. 试探电荷在d点受到的电场力为0【解析】 根据题意可知在a点匀强电场与点电荷电场的合场强为0,点电荷在a点的电场强度方向水平向左,大小为E,则点电荷带正电,A错误;同理可知点电荷在b点的电场强度竖直向上,大小为E,根据矢量的合成可知b点的电场强度大小为E,与水平方向成45°角斜向右上,B错误;同理可知点电荷在c点的电场强度水平向右,大小为E,根据矢量的合成可知c点电场强度大小为2E,方向向右,C正确;同理可知点电荷在d点的电场强度竖直向下,大小为E,根据矢量的合成可知d点电场强度大小为E,与水平方向成45°角斜向右下,则试探电荷在d点受到的电场力不为0,D错误。4. 如图所示,真空中有两个点电荷分别位于M点和N点,它们所带电荷量分别为q1和q2,已知在M、N连线上某点P处的电场强度为0,且MP=3PN,则( B )A. q1=-9q2 B. q1=9q2C. q2=9q1 D. q2=-9q1【解析】 由于P处的电场强度为0,表明这两个点电荷带同种电荷,A、D错误;根据库仑定律有k=k,由于xMP=3xNP解得q1=9q2,B正确,C错误。5. 一正电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图像如图所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的( D )A. B.D.【解析】 由题中v-t图像可知,正电荷做加速度逐渐增大的加速运动,因此该正电荷所受的静电力越来越大,电场强度越来越大。电场线密的地方电场强度大,且正电荷的受力方向与电场方向相同,D正确。6. 一带负电荷的质点在静电力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是逐渐减小的。关于b点电场强度E的方向,图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( D )B.D.【解析】 带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,速率是递减的,可知电荷受电场力方向指向曲线凹侧,且与速度方向夹角大于90°,则场强方向指向曲线凸侧,与速度方向夹角小于90°,D正确。7. 如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某带电粒子(只受静电力作用)通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点。下列说法中,错误的是( B )A. 带电粒子带负电荷B. 带电粒子带正电荷C. 带电粒子所受静电力的方向向左D. 带电粒子做匀变速运动【解析】 带电粒子受到的静电力指向轨迹的凹侧,即方向水平向左,而电场线方向水平向右,则带电粒子一定带负电,A、C正确,B错误;因是匀强电场,粒子所受静电力为恒力,故带电粒子做匀变速运动,D正确。8. 如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( C )A. 粒子一定带负电B. 粒子一定是从a点运动到b点C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D. 粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度【解析】 做曲线运动的物体所受的合力指向运动轨迹的凹侧,由此可知,带电粒子受到的静电力方向沿着电场线向左,所以粒子带正电,A错误;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,粒子在c点的受力较大,在c点的加速度一定大于在b点的加速度,C正确;假设粒子从c点运动到a点,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,在c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。9. [2024·浙江高二期中]如图所示,一半径为R的均匀带电球壳,所带电荷量为Q,静电力常量为k。球壳上A、B两点与球心O的连线成θ=60°,若在球壳上A、B两点均挖去半径为r的小圆孔(r R,且不影响其他电荷分布),则球心O处的电场强度大小为( C )A. 0 B.C. D.【解析】 挖去小圆孔后,O点的电场相当于A、B与O点对称的A'、B'产生的电场的矢量之和;A'、B'的电荷量为q=Q=Q,根据矢量的合成可知O点电场为E=2××cos 30°=,C正确。10. [2025·宁波期中]如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负方向的匀强电场时(图中未画出),y轴上A点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2(r1<r2)。下列说法中,正确的是( C )A. 在О点放一个负电荷,将沿y轴负方向移动B. Q1和Q2分别在О点形成的电场强度等大反向C. 在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为2ED. 在坐标平面内还可以找到一个合场强为0的位置【解析】 根据电场强度的叠加原理可知,О点电场强度方向应指向第四象限,所以在О点放一个负电荷,将不会沿y轴负方向移动,A错误;Q1和Q2分别在О点形成的电场强度大小不同,B错误;A点场强为0,说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向,即竖直向上,大小为E,根据对称性,两点电荷在B处产生的合场强方向竖直向下,大小为E,所以B点的场强大小为2E,方向竖直向下,C正确;根据电场强度叠加原理可得,除A点外,在坐标平面内再没有合场强为0的位置,D错误。11. 两大小不同的带电小球产生的电场的电场线分布情况如图所示,某一带电粒子仅受电场力作用沿虚线由a点移动到b点,则下列说法中,正确的是( D )A. 两小球带同种电荷B. 带电粒子带正电C. 粒子在b点所受电场力较大D. 粒子由a点移动到b点动能减小【解析】 左侧小球的电场线是发散的,则左侧小球带正电,右侧小球的电场线是汇聚的,则右侧小球带负电,A错误;两球之间的电场线向右,电场强度方向向右,带电粒子的轨迹向左弯曲,所受的电场力向左,与电场强度方向相反,则带电粒子带负电,B错误;b点处的电场线比a点处的电场线疏,则b点的电场强度比a点的电场强度小,粒子在b点所受的电场力较小,C错误; 粒子从a点运动到b点的过程中,电场力与运动方向成钝角,电场力做负功,动能减小,D正确。12. 如图所示,光滑绝缘的固定斜面(足够长)倾角为37°,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。某时刻,电场强度变为原来的,求:(1)原来的电场强度大小;(2)小物块运动的加速度;(3)小物块2 s末的速度大小和2 s内的位移大小。【答案】(1)(2)3 m/s2,方向沿斜面向下(3)6 m/s 6 m【解析】 (1)对小物块受力分析,如图所示,原来小物块静止于斜面上,有mgsin 37°=qEcos 37°,解得E=。(2)当电场强度变为原来的时,小物块受到的合力F合=mgsin 37°-qEcos 37°=0.3mg,由牛顿第二定律得F合=ma,解得a=3 m/s2,方向沿斜面向下。(3)由运动学公式知,2 s末的速度v=at=3×2 m/s=6 m/s,2 s内的位移x=at2=×3×22 m=6 m。13. 如图所示,两异种点电荷的电荷量均为Q,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,AO=BO=L,点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为-q、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度v0向B滑动,到达B点时速度恰好减为0。已知物块与平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:(1)A点的电场强度的大小;(2)物块在A点的加速度;(3)物块通过O点的速度大小。【答案】(1)(2)-g,方向竖直向上(3)v0【解析】 (1)正、负点电荷在A点产生的场强E0=k=k,根据电场的叠加原理可得A点的电场强度的大小E=E0=。(2)根据题意由牛顿第二定律得μFN-mg=ma,FN=Eq,联立解得a=-g,方向竖直向上。(3)小物块从A到B过程中,设克服阻力做的功为Wf,由动能定理得2mgL-Wf=0-m,小物块从A到O过程中有mgL-Wf=mv2-m,解得v=v0。第九章 专题课 电场的力的性质1. 如图所示,两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径r l,静电力常量为k,则轻绳的张力大小为( )A. 0 B. C. 2 D.2. 如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个所带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方。已知绳长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡时A、B处于同一高度,重力加速度为g,静电力常量为k,则 ( )A. A、B间库仑力大小为B. A、B间库仑力大小为2mgC. 细线拉力大小为mgD. 细线拉力大小为3. [2025·湖州期末]如图所示,水平向右的匀强电场的电场强度大小为E,在电场中O点固定一个点电荷。以点电荷为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点,一试探电荷放在a点时受到的电场力恰好为0,则( )A. 点电荷带负电B. b点电场强度大小为E,方向向上C. c点电场强度大小为2E,方向向右D. 试探电荷在d点受到的电场力为04. 如图所示,真空中有两个点电荷分别位于M点和N点,它们所带电荷量分别为q1和q2,已知在M、N连线上某点P处的电场强度为0,且MP=3PN,则( )A. q1=-9q2 B. q1=9q2C. q2=9q1 D. q2=-9q15. 一正电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图像如图所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的( )A. B.D.6. 一带负电荷的质点在静电力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是逐渐减小的。关于b点电场强度E的方向,图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )B.D.7. 如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某带电粒子(只受静电力作用)通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点。下列说法中,错误的是( )A. 带电粒子带负电荷B. 带电粒子带正电荷C. 带电粒子所受静电力的方向向左D. 带电粒子做匀变速运动8. 如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )A. 粒子一定带负电B. 粒子一定是从a点运动到b点C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D. 粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度9. [2024·浙江高二期中]如图所示,一半径为R的均匀带电球壳,所带电荷量为Q,静电力常量为k。球壳上A、B两点与球心O的连线成θ=60°,若在球壳上A、B两点均挖去半径为r的小圆孔(r R,且不影响其他电荷分布),则球心O处的电场强度大小为( )A. 0 B.C. D.10. [2025·宁波期中]如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负方向的匀强电场时(图中未画出),y轴上A点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2(r1<r2)。下列说法中,正确的是( )A. 在О点放一个负电荷,将沿y轴负方向移动B. Q1和Q2分别在О点形成的电场强度等大反向C. 在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为2ED. 在坐标平面内还可以找到一个合场强为0的位置11. 两大小不同的带电小球产生的电场的电场线分布情况如图所示,某一带电粒子仅受电场力作用沿虚线由a点移动到b点,则下列说法中,正确的是( )A. 两小球带同种电荷B. 带电粒子带正电C. 粒子在b点所受电场力较大D. 粒子由a点移动到b点动能减小12. 如图所示,光滑绝缘的固定斜面(足够长)倾角为37°,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。某时刻,电场强度变为原来的,求:(1)原来的电场强度大小;(2)小物块运动的加速度;(3)小物块2 s末的速度大小和2 s内的位移大小。13. 如图所示,两异种点电荷的电荷量均为Q,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,AO=BO=L,点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为-q、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度v0向B滑动,到达B点时速度恰好减为0。已知物块与平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:(1)A点的电场强度的大小;(2)物块在A点的加速度;(3)物块通过O点的速度大小。(共20张PPT)专题课 电场的力的性质高中物理 必修 第三册静电场及其应用第九章必备知识练B1. 如图所示,两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径r l,静电力常量为k,则轻绳的张力大小为( )A. 0 B. C. 2 D.【解析】 轻绳的张力等于两个带电小球之间的库仑力,由库仑定律得F=,B正确。2. 如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个所带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方。已知绳长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡时A、B处于同一高度,重力加速度为g,静电力常量为k,则 ( )A. A、B间库仑力大小为 B. A、B间库仑力大小为2mgC. 细线拉力大小为mg D. 细线拉力大小为【解析】 由几何关系可知,OA与OB的夹角为60°,A、B间距离r=2lsin 60°=l,则A、B间库仑力大小为F=,A错误;根据平行四边形定则可知,A、B间的库仑力为F=mgtan 60°=mg,细线的拉力FT==2mg,或者FT=·,B、C错误,D正确。D3. [2025·湖州期末]如图所示,水平向右的匀强电场的电场强度大小为E,在电场中O点固定一个点电荷。以点电荷为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点,一试探电荷放在a点时受到的电场力恰好为0,则( )A. 点电荷带负电B. b点电场强度大小为E,方向向上C. c点电场强度大小为2E,方向向右D. 试探电荷在d点受到的电场力为0【解析】 根据题意可知在a点匀强电场与点电荷电场的合场强为0,点电荷在a点的电场强度方向水平向左,大小为E,则点电荷带正电,A错误;同理可知点电荷在b点的电场强度竖直向上,大小为E,根据矢量的合成可知b点的电场强度大小为E,与水平方向成45°角斜向右上,B错误;同理可知点电荷在c点的电场强度水平向右,大小为E,根据矢量的合成可知c点电场强度大小为2E,方向向右,C正确;同理可知点电荷在d点的电场强度竖直向下,大小为E,根据矢量的合成可知d点电场强度大小为E,与水平方向成45°角斜向右下,则试探电荷在d点受到的电场力不为0,D错误。C4. 如图所示,真空中有两个点电荷分别位于M点和N点,它们所带电荷量分别为q1和q2,已知在M、N连线上某点P处的电场强度为0,且MP=3PN,则( )A. q1=-9q2 B. q1=9q2C. q2=9q1 D. q2=-9q1【解析】 由于P处的电场强度为0,表明这两个点电荷带同种电荷,A、D错误;根据库仑定律有k=k,由于xMP=3xNP解得q1=9q2,B正确,C错误。B5. 一正电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图像如图所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的( )【解析】 由题中v-t图像可知,正电荷做加速度逐渐增大的加速运动,因此该正电荷所受的静电力越来越大,电场强度越来越大。电场线密的地方电场强度大,且正电荷的受力方向与电场方向相同,D正确。A. B.C. D.D6. 一带负电荷的质点在静电力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是逐渐减小的。关于b点电场强度E的方向,图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )【解析】 带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,速率是递减的,可知电荷受电场力方向指向曲线凹侧,且与速度方向夹角大于90°,则场强方向指向曲线凸侧,与速度方向夹角小于90°,D正确。A. B. C. D.D7. 如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某带电粒子(只受静电力作用)通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点。下列说法中,错误的是( )A. 带电粒子带负电荷B. 带电粒子带正电荷C. 带电粒子所受静电力的方向向左D. 带电粒子做匀变速运动【解析】 带电粒子受到的静电力指向轨迹的凹侧,即方向水平向左,而电场线方向水平向右,则带电粒子一定带负电,A、C正确,B错误;因是匀强电场,粒子所受静电力为恒力,故带电粒子做匀变速运动,D正确。B8. 如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )A. 粒子一定带负电B. 粒子一定是从a点运动到b点C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D. 粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度【解析】 做曲线运动的物体所受的合力指向运动轨迹的凹侧,由此可知,带电粒子受到的静电力方向沿着电场线向左,所以粒子带正电,A错误;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,粒子在c点的受力较大,在c点的加速度一定大于在b点的加速度,C正确;假设粒子从c点运动到a点,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,在c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。C关键能力练9. [2024·浙江高二期中]如图所示,一半径为R的均匀带电球壳,所带电荷量为Q,静电力常量为k。球壳上A、B两点与球心O的连线成θ=60°,若在球壳上A、B两点均挖去半径为r的小圆孔(r R,且不影响其他电荷分布),则球心O处的电场强度大小为( )A. 0 B.C. D.【解析】 挖去小圆孔后,O点的电场相当于A、B与O点对称的A'、B'产生的电场的矢量之和;A'、B'的电荷量为q=Q=Q,根据矢量的合成可知O点电场为E=2××cos 30°=,C正确。C10. [2025·宁波期中]如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负方向的匀强电场时(图中未画出),y轴上A点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2(r1<r2)。下列说法中,正确的是( )A. 在О点放一个负电荷,将沿y轴负方向移动B. Q1和Q2分别在О点形成的电场强度等大反向C. 在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为2ED. 在坐标平面内还可以找到一个合场强为0的位置C【解析】 根据电场强度的叠加原理可知,О点电场强度方向应指向第四象限,所以在О点放一个负电荷,将不会沿y轴负方向移动,A错误;Q1和Q2分别在О点形成的电场强度大小不同,B错误;A点场强为0,说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向,即竖直向上,大小为E,根据对称性,两点电荷在B处产生的合场强方向竖直向下,大小为E,所以B点的场强大小为2E,方向竖直向下,C正确;根据电场强度叠加原理可得,除A点外,在坐标平面内再没有合场强为0的位置,D错误。11. 两大小不同的带电小球产生的电场的电场线分布情况如图所示,某一带电粒子仅受电场力作用沿虚线由a点移动到b点,则下列说法中,正确的是( )A. 两小球带同种电荷B. 带电粒子带正电C. 粒子在b点所受电场力较大D. 粒子由a点移动到b点动能减小【解析】 左侧小球的电场线是发散的,则左侧小球带正电,右侧小球的电场线是汇聚的,则右侧小球带负电,A错误;两球之间的电场线向右,电场强度方向向右,带电粒子的轨迹向左弯曲,所受的电场力向左,与电场强度方向相反,则带电粒子带负电,B错误;b点处的电场线比a点处的电场线疏,则b点的电场强度比a点的电场强度小,粒子在b点所受的电场力较小,C错误; 粒子从a点运动到b点的过程中,电场力与运动方向成钝角,电场力做负功,动能减小,D正确。D12. 如图所示,光滑绝缘的固定斜面(足够长)倾角为37°,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。某时刻,电场强度变为原来的,求:(1)原来的电场强度大小;(2)小物块运动的加速度;(3)小物块2 s末的速度大小和2 s内的位移大小。【答案】(1)(2)3 m/s2,方向沿斜面向下(3)6 m/s 6 m【解析】 (1)对小物块受力分析,如图所示,原来小物块静止于斜面上,有mgsin 37°=qEcos 37°,解得E=。(2)当电场强度变为原来的时,小物块受到的合力F合=mgsin 37°-qEcos 37°=0.3mg,由牛顿第二定律得F合=ma,解得a=3 m/s2,方向沿斜面向下。(3)由运动学公式知,2 s末的速度v=at=3×2 m/s=6 m/s,2 s内的位移x=at2=×3×22 m=6 m。拓展突破练13. 如图所示,两异种点电荷的电荷量均为Q,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,AO=BO=L,点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为-q、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度v0向B滑动,到达B点时速度恰好减为0。已知物块与平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:(1)A点的电场强度的大小;(2)物块在A点的加速度;(3)物块通过O点的速度大小。【答案】(1)(2)-g,方向竖直向上(3)v0【解析】 (1)正、负点电荷在A点产生的场强E0=k=k,根据电场的叠加原理可得A点的电场强度的大小E=E0=。(2)根据题意由牛顿第二定律得μFN-mg=ma,FN=Eq,联立解得a=-g,方向竖直向上。(3)小物块从A到B过程中,设克服阻力做的功为Wf,由动能定理得2mgL-Wf=0-m,小物块从A到O过程中有mgL-Wf=mv2-m,解得v=v0。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第九章 专题课 电场的力的性质 - 学生版.docx 第九章 专题课 电场的力的性质.docx 第九章 专题课 电场的力的性质.pptx