人教版新高考物理一轮总复习训练题静电场及其应用

考点规范练23　静电场及其应用

一、单项选择题

1.如图所示,固定一带负电小球A的绝缘支架放在电子秤上,此时电子秤示数为F。现将带负电的另一小球B移至距离小球A正上方l处时,电子秤示数为F1;若只将小球B的电性改为正电,电子秤示数为F2,则(　　)

A.F1=F2

B.F1+F2=F

C.若小球B带负电,l增大,则F1也增大

D.若小球B带正电,l减小,则F2也减小

2.(2020·广东潮州模拟)下列四个选项中的各点电荷互不影响且电荷量的绝对值均相同,电荷的电性以及在坐标系中的位置已经标出,则坐标原点O处电场强度最大的是(　　)

3.(2020·甘肃天水模拟)如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在静电力作用下某带负电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是(　　)

A.该电场可能是正点电荷产生的

B.由图可知,同一电场的电场线在空间是可以相交的

C.将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动

D.该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度

4.(2021·江苏南京月考)两个等量点电荷M、N固定在x轴上,其产生的电场在两者连线之间的电场强度E随x的变化关系如图所示,规定x轴正方向为电场强度的正方向。下列判断正确的是(　　)

A.M、N为异种电荷,两者连线上x2处电势最低

B.M、N为异种电荷,两者连线上从M到N的电势一直降低

C.M、N为同种电荷,两者连线上x2处电势最低

D.M、N为同种电荷,两者连线上从M到N的电势先降低后升高

5.(2020·福建泉州质检)如图所示,光滑绝缘水平面上有两个相同的带电小圆环A、B,电荷量均为q,质量均为m,用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环,并系于结点O。在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动,轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形,则(　　)

A.小环A的加速度大小为

B.小环A的加速度大小为

C.恒力F的大小为

D.恒力F的大小为

二、多项选择题

6.(2020·山东等级考模拟卷)在金属球壳的球心有一个正点电荷,球壳内外的电场线分布如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.M点的电场强度比K点的大

B.球壳内表面带负电,外表面带正电

C.试探电荷-q在K点的电势能比在L点的大

D.试探电荷-q沿电场线从M点运动到N点,静电力做负功

7.离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。下图为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图,四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连,相当于四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电荷。在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd,A、C是a、c连线上的两点,B、D是b、d连线上的两点,A、C、B、D到正方形中心O的距离相等。下列判断正确的是              (　　)

A.D点的电场强度为零

B.A、B、C、D四点电场强度相等

C.A点电势比B点电势高

D.O点的电场强度为零

考点规范练23　静电场及其应用

1.D　解析:设两球间的库仑力为F',则小球B带负电时,F+F'=F1,小球B带正电时,F-F'=F2,得F1>F2,F1+F2=2F,选项A、B错误。若小球B带负电,l增大,则F'减小,F1也减小,选项C错误。若小球B带正电,l减小,则F'增大,F2减小,选项D正确。

2.B　解析:题图中各点电荷到O点的距离相同,在O点产生的电场强度大小相同,设为E。A图中坐标原点O处电场强度大小为E。B图中坐标原点O处电场强度是第一象限正点电荷和第二象限负点电荷分别在原点O处产生的电场的合电场强度,大小等于E。C图中第一象限和第三象限正点电荷在原点O处产生的电场的合电场强度为零,坐标原点O处的电场强度等于第二象限中的负点电荷在原点O处产生的电场的电场强度大小,即为E。D图中第一象限和第三象限的正点电荷在O处产生的电场的合电场强度为零,第二象限和第四象限的负点电荷在O处产生的电场的合电场强度为零,所以坐标原点O处电场强度为0。所以坐标原点O处电场强度最大的是B图,B正确。

3.D　解析:正点电荷周围的电场线是从正点电荷出发,呈辐射状分布的,A错误。同一电场的电场线在空间不能相交,否则同一点具有两个电场强度方向,B错误。电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向,由于C点所在电场线为曲线,所以将该粒子在C点由静止释放,它一定不能沿电场线运动,C错误。由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内侧,该粒子带负电,可知电场强度方向应是从B到C,A点的电势高于D点的电势,故从A到D静电力对粒子做负功,粒子的动能减小,则粒子在A点的速度较大,D正确。

4.B　解析:由题图知,两者连线的中点x2处电场强度不为零,根据等量同种电荷连线中点的电场强度为零,结合题设已知M、N为等量电荷,故可知M、N为等量异种电荷;由题可知,x轴上电场方向从M到N,根据电势沿电场方向逐渐降低,可知两者连线上从M到N的电势一直降低,故A、C、D错误,B正确。

5.B　解析:设轻绳的拉力为FT,则对A有FT+FTcos 60°=k,FTcos 30°=maA,联立解得aA=,选项B正确,A错误。恒力F的大小为F=2FTcos 30°=,选项C、D错误。

6.ABD　解析:由题图可知M点的电场强度比K点的大,故A正确。由静电感应现象可知球壳内表面带负电,外表面带正电,故B正确。由于φK>φL,则-q在K点的电势能比在L点的小,故C错误。试探电荷-q受到的静电力方向指向球心的正电荷,则-q沿电场线从M点运动到N点,静电力做负功,故D正确。

7.CD　解析:根据电场的叠加原理,a、c两个电极带等量正电荷,其中点O的合电场强度为零,b、d两个电极带等量负电荷,其中点O的合电场强度为零,则O点的电场强度为零,D正确。同理可得,D点的电场强度水平向右,A错误。A、B、C、D四点的电场强度大小相等,方向不同,B错误。由电场特点知,A点电场方向由A指向O,B点电场方向由O指向B,故φA>φO,φO>φB,则φA>φB,C正确。