高考物理二轮考点精练专题7.16《电场叠加》（含答案解析）

这是一份高考物理二轮考点精练专题7.16《电场叠加》（含答案解析），共15页。
1.（2018安徽蚌埠二模）已知均匀带电球体在其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，而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。现有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电绝缘球体，M、N为一条直径上距圆心O为R的两点，静电力常量为k，则
[来源:Zx.Cm]
A.M、N点的电势大于O点的电势
B.M、N点的电场强度方向相反
C.M、N点的电场强度大小均为
D.M、N点的电场强度大小均为
【参考答案】BD
2. (2018·茂名检测)如图所示△ABP为等边三角形，在A、B两点分别放上一个点电荷，在P处的合场强方向如图中箭头所示，与PB连线的夹角为30°，下列说法正确的是( )
A．A处点电荷为正电荷，B处点电荷为负电荷
B．两电荷的电荷量|qA|>|qB|
C．两电荷在P点产生的场强大小|EA|>|EB|
D．从P点沿着AB中垂线向上移动正电荷，电场力做负功
【参考答案】AD
3.（2017湖北天门等三市联考）如图所示，一边长为L的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心O的轴线上有a、b、c三个点，a和b、b和O、O和c间的距离均为L，在a点处固定有一电荷量为q(qeq \f(kQ,4R2) B．E2＝eq \f(kQ,4R2)
C．E3>eq \f(kQ,4R2) D．E4＝eq \f(kQ,4R2)
【参考答案】AC
8．(2016·江苏盐城高三期中)如图所示，AEFD和EBCF是两个等边长的正方形，A点和C点固定有两个等量正点电荷。下列说法正确的是( )
A．E、F两点的电场强度相同
B．B、D两点的电势相同
C．将一个负的试探电荷由E点沿直线移到F点，电场力先做正功，后做负功
D．将一个正的试探电荷由B点沿直线移到D点，电场力先做正功，后做负功
【参考答案】BC
9.(辽宁省沈阳市东北育才学校2016届高三第八次模拟考试理科综合试题)如图所示，将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上。O点为该正方形对角线的交点，直线段AB通过O点且垂直于该正方形，以下对A、B两点的电势和场强的判断，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【参考答案】A
【名师解析】两个等量正电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，A点电场强度竖直向上，B点电场强度竖直向下；
两个等量负电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，A点电场强度竖直向下，B点电场强度竖直向上；
因为各电荷电荷量相等，距离也相等，故A和B电场强度大小也相等，方向相反，合场强为零；根据以上分析，直线段AB上各点电场强度均为零，是一等势面，所以A点电势等于B点电势，且等于故无穷远的电势，即为零，故本题选A。
【名师点睛】本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，沿着场强方向，电势越来越低。两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，方向与中垂线平行。
10.（天津市河北区2016届高三总复习质量检测（一）理科综合试题）如图所示，、两点分别放置两个等量异种电荷，是它们连线的中点，为连线上靠近的一点，为连线中垂线上处于点上方的一点。在、、三点中
A．场强最小的点是点，电势最高的点是点
B．场强最小的点是点，电势最高的点是点
C．场强最小的点是点，电势最高的点是点
D．场强最小的点是点，电势最高的点是点
【参考答案】 C
考点：电势、电场强度
【名师点睛】解决本题的关键是熟悉等量异种电荷周围电场线的分布以及知道等量异种电荷间连线的垂直平分线是等势线。
11.（湖北省襄阳市第五中学2016届高三5月高考模拟适应性考试（一）理科综合物理试题）已知静电场中某点的电势为标量：若取无穷远处电势为零，在一带电荷量为+q的点电荷的电场中，与点电荷相距r处的电势为φ＝k；如果某点处在多个点电荷所形成的电场中，则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和。如图所示，AB是均匀带电的细棒，所带电荷量为＋Q。C为AB棒附近的一点，CB垂直于AB。若取无穷远处电势为零，AB棒上的电荷所形成的电场中，C点的电势为φ0。则AC连线中点D处的电势为
A
B
C
D
·
·
A．2φ0B．φ0
C．φ0 D．φ0
【参考答案】A
【名师解析】
设φ0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点P处，图中E是AP的中点，由几何知识知：
；带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势为φ0，将AB棒均分成两段，并看成两个点电荷，每个点电荷的电荷量为Q/2，由可知，每个电荷量为Q/2的点电荷在D点产生电势为φ0，则两个点电荷在AC连线中点D处的电势为2φ0，故A正确，BCD错误；故选A.
考点：电势的叠加
【名师点睛】本题是信息题，要读懂题意，知道点电荷电势的公式，理解等效思维的运用是解题的关键，注意电势的代数和。
12（贵州省贵阳市第一中学2016届高三预测密卷（新课标II卷）理科综合物理试题）如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为﹣9Q和+Q的两个点电荷，两者相距为L，以+Q电荷为圆心，半径为L/2画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线过+Q且垂直于直线MN，一电荷量为q的负试探电荷在圆周上运动，比较a、b、c、d四点，则下列说法正确的是（ ）
A．b点电场强度最大
B．c、d两处的电势相等
C．电荷q在b点的电势能最大
D．电荷q在d点的电势能最大
【参考答案】B
【名师解析】在a、b、c、d四点,+Q对﹣q的电场力大小相等，在a点，﹣9Q对﹣q的电场力最大，而且方向与+Q对﹣q的电场力方向相同，根据合成可知，﹣q在a处所受到的电场力最大，因此a点电场强度最大，故A错误；c、d两点和两个电荷的距离相等，根据电场的叠加可知，电势相等，故B正确；a、b、c、d四点在以点电荷+Q为圆心的圆上，由+Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的，所以a、b、c、d四点的总电势可以通过﹣9Q产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知，b点的电势最高，c、d电势相等，a点电势最低，根据负电荷在电势低处电势能大，可知﹣q在a处的电势能最大，在b处的电势能最小，在c、d两处的电势能相等，故C、D错误．故选B.
考点：电场强度；电势及电势能
【名师点睛】本题考查判断电势、场强大小的能力，要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定，要充分利用电场的叠加原理进行分析。
13．（湖北省黄冈市黄冈中学2016届高三5月第一次模拟考试理科综合物理试题）已知电势是标量，空间某点电势是各部分电荷在该点的电势的代数和；电场强度是矢量，空间某点电场强度是各部分电荷在该点的电场强度的矢量和。如图所示，三根绝缘均匀带点棒AB、BC、CA构成正三角形，AB的电荷量为+Qc，AC的电荷量为+Qb，BC的电荷量为+Qa，正三角形的中心O点的电势为φ1，场强大小为E1、方向指向A，当撤去 带电棒BC之后，测得其中心O点的电势为φ2，场强大小为E2、方向背离A，规定无穷远处电势为零，如果同时撤去带电棒AB和AC，则关于O点的场强大小和电势，下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强大小为E1—E2 B．O点的场强大小为E1+ E2
C．O点的电势φ1—φ2 D．O点的电势φ1+φ2
【参考答案】BC
考点：场强及电势的叠加
【名师点睛】此题是关于场强及电势的叠加问题；关键是知道场强是矢量，叠加时要用平行四边形法则；而电势是标量，叠加使满足代数和；每个棒在O点形成的场强均可看做是在棒的中点处的点电荷在O点形成的场强.
14.（山西省太原市2016届高三下学期模拟试题（一）理科综合试题）在其空中M、N两点分别放有异种点电初＋2Q和一Q，以MN连线中点O为中心作一圆形路径abcd，a、O、c三点恰好将MN四等分．b、d为MN的中垂线与圆的交点，如图所示，则下列说法正确的

A．a、b、c、d四点电场强度的大小关系是Ea＞Ec，Eb＝Ed
B．a、b、c、d四点电势的关系是
C、在MN的连线上，O点的电场强度最小
D．将带负电的试探电荷由b沿直线移动到d的过程中，其电势能始终不变
【参考答案】A
考点：场强和电势；场强的叠加
【名师点睛】本题是信息题，根据题中的信息分析各点的电势是解题的关键，结合电场的叠加原理和电场分布的对称性研究。电场线的疏密反映场强的大小，电场线越密集则场强越大.
15.(多选)真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC＝30°，如图4所示。已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是( )[来源:学_科_网]
图4
A.q1带正电，q2带负电
B.D点电势高于A点电势
C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半
D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
【参考答案】AC
16.(多选)如图5所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有等量正点电荷(带电荷量均为Q)，在y轴上C点有负点电荷(带电荷量为Q)，且CO＝OD＝r，∠ADO＝60°。下列判断正确的是( )
图5
A.O点电场强度小于D点的电场强度
B.若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则O点电场强度也增大
C.若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则D点电场强度也增大
D.若负点电荷的电荷量缓慢减小，则D点电场强度将增大
【参考答案】CD
【名师解析】两个正点电荷在D点产生的场强与负点电荷在D点产生的场强大小相等，方向相反，合场强为零，两个正点电荷在O点产生的场强为零，但负点电荷在O点产生的场强为E＝keq \f(Q,r2)，若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则O点电场强度不变，选项A、B错误；若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则D点电场强度将增大，若负点电荷的电荷量缓慢减小，则D点电场强度将增大，所以选项C、D正确。
17 (2017·石家庄质检)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图9所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )
图9
A.eq \f(kq,2R2)－E B.eq \f(kq,4R2)
C.eq \f(kq,4R2)－E D.eq \f(kq,2R2)＋E
【参考答案】A
18 (2017·南京三模)如图11所示，在点电荷－q的电场中，放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心。点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点产生的电场强度的大小和方向分别为( )
图11
A.eq \f(kq,d2)，水平向右 B.eq \f(kq,d2)，水平向左
C.eq \f(kq,d2)＋eq \f(kq,9d2)，水平向右 D.eq \f(kq,9d2)，水平向右
【参考答案】A
【名师解析】薄板在a点的场强与点电荷－q在a点的场强等大反向，故大小为Ea＝E点＝eq \f(kq,d2)，水平向左，由对称性可知，薄板在b点的场强大小Eb＝Ea＝eq \f(kq,d2)，方向水平向右，选项A正确。
19. 下列选项中的各eq \f(1,4)圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各eq \f(1,4)圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是( )
【参考答案】B
20．(2016·江苏连云港高三统考)一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生电场的场强大小E0＝eq \f(kQ,2R2)，方向如图所示，把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2，把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分为E3，E4，则( )
A．E1>eq \f(kQ,4R2) B．E2＝eq \f(kQ,4R2)
C．E3>eq \f(kQ,4R2) D．E4＝eq \f(kQ,4R2)
【参考答案】AC
【名师解析】根据点电荷电场强度公式E＝keq \f(Q,r2)，且电荷只分布在球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于间距的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E1>E2；因电荷Q在球心O处产生的场强大小E0＝eq \f(kQ,2R2)，则E1>eq \f(1,2)E0＝eq \f(kQ,4R2)，A项正确；由分析可知，E2eq \f(1,2)E0，C项正确，D项错误。
21．(2016·江苏盐城高三期中)如图所示，AEFD和EBCF是两个等边长的正方形，A点和C点固定有两个等量正点电荷。下列说法正确的是( )
A．E、F两点的电场强度相同
B．B、D两点的电势相同
C．将一个负的试探电荷由E点沿直线移到F点，电场力先做正功，后做负功
D．将一个正的试探电荷由B点沿直线移到D点，电场力先做正功，后做负功
【参考答案】BC
22.(辽宁省沈阳市东北育才学校2016届高三第八次模拟考试理科综合试题)如图所示，将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上。O点为该正方形对角线的交点，直线段AB通过O点且垂直于该正方形，以下对A、B两点的电势和场强的判断，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【参考答案】A
【名师点睛】本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，沿着场强方向，电势越来越低。两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，方向与中垂线平行。