1、1考点强化练 18 电荷守恒定律与电场力的性质1.物理学引入“点电荷”概念,从科学方法上来说是属于( )A.控制变量的方法 B.观察实验的方法C.理想化模型的方法 D.等效替代的方法2.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流,水流会偏向橡胶棒,这是由于它们之间存在( )A.摩擦力B.静电力C.万有引力D.洛伦兹力3.人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,将一带负电的粉尘置于该星球表面 h处,恰处于悬浮状态。现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面 2h处,无初速释放,则此带电粉尘将( )A.向星球地心方向下落B.飞向太空C.仍在那里悬浮D.沿星球自转的线速度方向飞出4.如图所示,
2、四个点电荷所带电荷量的绝对值均为 Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为 a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )A.大小为 ,方向竖直向上422B.大小为 ,方向竖直向上222C.大小为 ,方向竖直向下422D.大小为 ,方向竖直向下2225.(多选)如图所示,等量异种点电荷 A、B 固定在同一水平线上,竖直固定的光滑绝缘杆与 AB的中垂线重合,C、D 是绝缘杆上的两点,ACBD 构成一个正方形。一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自 C点无初速释放,由 C运动到 D的过程中,下列说法正确的是( )A.小球的加速度不变B.小球的速度先增大后减小2C.杆对小球没有作用力D.杆
3、对小球的作用力先增大后减小6.如图所示,斜面处在水平向右的匀强电场中,一带负电的物体在斜面上处于静止状态,则下列关于斜面对物体的作用力说法正确的是( )A.可能竖直向上 B.可能垂直斜面向上C.可能沿斜面向上 D.可能沿斜面向下7.均匀带电薄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。如图所示,在半球面 AB上均匀分布有正电荷,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点的电场强度大小为 E,则 N点的电场强度大小为( )A. -E B. C. -E D. +E42 42 22 228.如图所示,用一
4、根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为 m,电量为 q,现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为 。(1)试求这个匀强电场的电场强度 E大小;(2)如果将电场方向顺时针旋转 角、大小变为 E后,小球平衡时,绝缘细线仍与竖直方向夹角为 ,则 E的大小又是多少?9.如图,在匀强电场中有一质量为 m,电荷量为 q的小球从 A点由静止释放,其运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为 ,那么匀强电场大小为( )A.唯一值 B.最大值 C.最小值 D.最大值 10.(2018浙江杭州预测)如图所示,a、b、c 为真空中三个带电小球,b 球带电量为+Q,用绝缘支架固定,a、c 两小球用绝缘细
5、线悬挂,处于平衡状态时三小球球心等高,且 a、b 和 b、c 间距离相等,悬挂 a小球的细线向左倾斜,悬挂 c小球的细线竖直( )3A.a、b、c 三小球带同种电荷 B.a、c 两小球带异种电荷C.a小球带电量为-4Q D.c小球带电量为+4Q11.如图所示,一半径为 R的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q的电荷,在垂直于圈盘且过圆心 c的轴线上有 a、b、d 三个点。a 和 b,b和 c,c和 d间的距离均为 R,在 a点处有一电荷量为 q(q0)的固定点电荷。已知 b点处的电场强度大小为 0,则 d点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A.k B.k C.k D.k22 1092 892
6、 9+9212.如图所示,质量为 m的小球 A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为 ,小球 A带正电,电荷量为 q。在杆上 B点处固定一个电荷量为 Q的正电荷。将 A由距 B竖直高度为 h处无初速度释放,小球 A下滑过程中电荷量不变。不计 A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量 k和重力加速度g。求:(1)A球刚释放时的加速度大小。(2)当 A球的动能最大时,A 球与 B点的距离。4考点强化练 18 电荷守恒定律与电场力的性质1.C 点电荷的概念和质点的概念相同,都是应用了理想化模型的方法。故选项 C正确。2.B 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,水是极性分子,静电引力大于静电斥力,故吸引,B 项
7、正确。3.C 均匀带电的星球可视为点电荷。粉尘原来能悬浮,说明它所受的库仑力与万有引力相平衡,即 =G ,可以看出,r 增大,等式仍然成立,故选 C。2 24.C 一个点电荷在中心 O产生的电场强度为 E= ,对角线处的两异种点电荷在 O(22) 2=22处的总电场强度为 E 合 =2E= ,故两等大的电场强度方向垂直,合电场强度为 EO=42,方向由合成的过程可知沿电场强度方向竖直向下,故选 C。合 2+合 2=4225.AD 因直杆处于 AB的连线的中垂线上,所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的,对带电小球进行受力分析,受竖直向下的重力,水平向左的电场力和水平向右的弹力,水平方向上受
8、力平衡,竖直方向上的合力大小等于重力,重力大小不变,加速度大小始终等于重力加速度,所以带电小球一直做匀加速直线运动,故 A正确,B、C 错误;从 C到 D,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故杆对小球的作用力先增大后减小,D 正确。6.B 物块受到竖直向下的重力和水平向左的电场力,因物体处于平衡状态,故斜面对物体的作用力的方向应该在重力和电场力夹角的反向延长线方向,不可能竖直向上,也不可能沿斜面向上,也不可能沿斜面向下,有可能垂直斜面向上,故 B正确。7.C 若将均匀带 2q电荷的薄球壳放在 O处,球壳在 M、N 两点产生的电场强度大小为 ;由22M点的电场强度为 E,当在图示半球面
9、上叠加均匀带 2q负电荷的薄球壳时,等效为均匀带 q负电荷的薄球壳,则 N点的电场强度大小也为 E= -EN,得原来 N点的电场强度 EN= -E,C正确。22 228.答案 (1) (2) 解析 (1)对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,如图甲所示。由平衡条件得:mgtan =qE,解得:E= 。(2)将电场方向顺时针旋转 角、大小变为 E后,电场力方向也顺时针转过 角,大小为F=qE,此时电场力与细线垂直,如图乙所示。根据平衡条件得:mgsin =qE得:E= 。9.C 由题知,带电小球的运动轨迹为直线,在电场中受到重力 mg和电场力 F,其合力必定沿此直线向下,根据三角形定则作
10、出合力 F 合 ,5由图看出,当电场力 F与此直线垂直时,电场力 F最小,电场强度最小,则有 F=qE min=mgsin ,得到 E min= ,C正确。10.C b球带正电,若 a球带正电,则 c球不带电,不符合题意;若 a球带负电,则 c球带负电,符合题意,选项 A、B、D 错误;对 c球由平衡条件可知:k =k ,解得 Qa=4Q,即 a球带电量为-4Q,(2)22选项 C正确。11.B 电荷量为 q的点电荷在 b处产生电场强度为:E= ,方向向右,而 b点处的电场强度大小2为 0,则圆盘在此处产生电场强度 E= ,方向向左;2则圆盘在 d处产生的电场强度 E= ,方向向右。2而电荷量为 q的点电荷在 d处产生电场强度 E= ,方向向右。92故 d处电场强度大小为 k 。故 B正确。109212.答案 (1)gsin - (2)22 解析 (1)由牛顿第二定律可知 mgsin -F=ma根据库仑定律有 F=k2又知 r=得 a=gsin - 。22(2)当 A球受到合力为零,即加速度为零时,动能最大。设此时 A球与 B点间的距离为 d,则 mgsin =2解得 d= 。
