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2021届高考物理-小题必练15-电场力的性质.doc
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1、2021届高考物理 小题必练15 电场力的性质2021届高考物理 小题必练15 电场力的性质年级:姓名:10小题必练15:电场力的性质(1)电荷守恒、静电现象及解释;(2)点电荷、库仑定律;(3)电场强度、电场线、电场强度的叠加。例1(2019全国I卷15)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()AP和Q都带正电荷BP和Q都带负电荷CP带正电荷,Q带负电荷DP带负电荷,Q带正电荷【答案】D【解析】对P、Q整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P、Q必带等量异种电荷,A、B错误;对P进行受力
2、分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q对它的库仑力平衡,所以P带负电荷,Q带正电荷,D正确,C错误。【点睛】本题考查库仑力的性质以及对基本知识的理解能力。涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样,受力分析是基础,应用平衡条件是关键,都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题,但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点。例2(2019全国II卷20)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则()A运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势
3、能D粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】在两个同种点电荷的电场中,一带同种电荷的粒子在两电荷的连线上自M点由静止开始运动,粒子的速度先增大后减小,A正确;带电粒子仅在电场力作用下运动,若运动到N点的动能为零,则带电粒子在N、M两点的电势能相等;仅在电场力作用下运动,带电粒子的动能和电势能之和保持不变,可知若粒子运动到N点时动能不为零,则粒子在N点的电势能小于在M点的电势能,即粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能,C正确;若静电场的电场线不是直线,带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合,B错误;若粒子运动轨迹为曲线,根据粒子做曲线运动的条件
4、,可知粒子在N点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行,D错误。【点睛】带电粒子在电场中只受电场力,电场力一定沿电场线的切线方向,并指向带电粒子运动轨迹的凹侧。1如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,则()A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞【答案】D【解析】由图可知,右侧金属板与电源正极相连接,带正电,左侧金属板带负电,根据静
5、电感应规律,近端感应出异种电荷,因此乒乓球的左侧感应出正电荷,A错误。乒乓球被扰动后,如果向右摆动会被吸到右板上,B错误。乒乓球共受到悬线的拉力、重力和电场力的作用,C错误。用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,乒乓球会带上正电,受到右极板的排斥,向左运动与左极板接触,又带上负电,被左极板排斥向右运动,这样小球就在两极板间来回碰撞,D正确。2如图所示,A、B为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是()A点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C点电
6、荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值D点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零【答案】C【解析】在两电荷连线中垂线上电场强度方向OP,负点电荷q从P点到O点运动的过程中,电场力方向PO,速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故A、B错误;越过O点后,负电荷q做减速运动,则点电荷运动到O点时速度最大,电场力为零,加速度为零,故C正确;根据电场线的对称性可知,越过O点后,负电荷q做减速运动,加速度的变化情况无法判断,故D错误。3(多选)如图所示,两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点
7、电荷)被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点,且POON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放,在小球C向N点运动的过程中,关于小球C的速度图象中,可能正确的是() 【答案】AB【解析】在AB的垂直平分线上,从无穷远处到O点电场强度先变大后变小,到O点变为零,小球C受力沿垂直平分线,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,vt图线的斜率先变大后变小;由O点到无穷远处,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相距足够远,则B项正确,如果P、N相距很近,则A项正确。4(多选)如图所示,水平面绝缘且光
8、滑,一绝缘的轻弹簧左端固定,右端有一带正电荷的小球,小球与弹簧不相连,空间存在着水平向左的匀强电场,带电小球在静电力和弹簧弹力的作用下静止,现保持电场强度的大小不变,突然将电场反向,若将此时作为计时起点,则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是() 【答案】AC【解析】将电场反向,小球在水平方向上受到向右的电场力和弹簧的弹力,小球离开弹簧前,根据牛顿第二定律得,小球的加速度a,知a随压缩量x的减小均匀减小,当脱离弹簧后,小球的加速度a,保持不变。可知小球先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀加速运动,故A、C正确,B、D错误。5(多选)如图所示,两个带电小球A、B分别处于光滑
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