課時(shí)分層作業(yè)(二十六)　靜電場(chǎng)及其應(yīng)用基礎(chǔ)性題組1．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．圖1為靜電噴涂機(jī)原理圖，由圖可判斷微粒帶正電B．圖2為金屬球放入勻強(qiáng)電場(chǎng)后電場(chǎng)線分布圖，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)C．圖3為模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置，A、B金屬柱等高，隨電壓升高，A先產(chǎn)生放電現(xiàn)象D．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身2．如圖所示，固定一負(fù)電小球a的絕緣支架放在電子秤上，此時(shí)電子秤示數(shù)為F.現(xiàn)將帶負(fù)電的另一小球b移至距離小球a正上方L時(shí)，電子秤示數(shù)為F1，若只將小球b的電性改為正電荷，電子秤示數(shù)為F2，則(　　)A．F1＝F2B．F1＋F2＝FC．若小球b帶負(fù)電，L增大，則F1也增大D．若小球b帶正電，L減小，則F2也減小3．如圖所示，兩條不等長(zhǎng)的細(xì)線一端拴在同一點(diǎn)，另一端分別拴兩個(gè)帶同種電荷的小球，電荷量分別是q1、q2，質(zhì)量分別為m1、m2，當(dāng)兩小球處于同一水平面時(shí)恰好靜止，且α>β，則造成α、β不相等的原因是(　　)  A．m1<m2     B．m1>m2C．q1<q2      D．q1>q24．一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的v - t圖像如圖所示．則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是圖中的(　　)5．如圖所示，A、B為兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷，在其連線中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力)，由靜止釋放后，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越大B．點(diǎn)電荷在從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大C．點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值D．點(diǎn)電荷越過(guò)O點(diǎn)后，速度越來(lái)越小，加速度越來(lái)越大，直到粒子速度為零6．(多選)如圖所示，坐標(biāo)系中有兩個(gè)帶電荷量分別為＋Q和＋3Q的點(diǎn)電荷．在C處放一個(gè)試探電荷，則試探電荷所受電場(chǎng)力的方向可能是選項(xiàng)圖中的(　　) 7．[2022·河北衡水質(zhì)檢]如圖所示，帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，將帶電小球B固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B間的距離為r，連線與水平方向的夾角為37°，懸掛小球A的懸線剛好豎直，不計(jì)小球的大小，靜電力常量為k，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，則下列說(shuō)法正確的是(　　)A.小球A一定帶正電B．小球A和B一定帶異種電荷C．小球A的帶電荷量為D．小球B的帶電荷量為8．如圖所示，在邊長(zhǎng)為l的正方形的每個(gè)頂點(diǎn)都放置一個(gè)點(diǎn)電荷，其中a和b的電荷量為＋q，c和d的電荷量為－q，則a電荷受到的其他三個(gè)電荷的靜電力的合力大小是(　　)A．0     B．C．     D．9．[2022·河北高三聯(lián)考]如圖所示，MN是點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條直線，a、b是直線上的兩點(diǎn)，已知直線上a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，大小為E，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，a、b間的距離為L，靜電力常量為k，則場(chǎng)源電荷的電荷量為(　　)A．     B．C．     D．10．[2022·山東濟(jì)寧摸底]如圖所示，一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的均勻帶電且電荷量為＋q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電＋2q，而另一半圓ADC均勻帶電－2q，則圓心O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?　　)A．2E，方向由O指向DB．4E，方向由O指向DC．2E，方向由O指向BD．0綜合性題組  11．如圖所示，內(nèi)壁光滑粗細(xì)均勻的玻璃管豎直固定，在玻璃管內(nèi)有大小和質(zhì)量均相等的A、B、C三只小球，A、B小球之間用輕質(zhì)絕緣彈簧連接，C小球置于玻璃管底部．當(dāng)A、B、C小球均處于靜止時(shí)，A、B小球之間的距離與B、C小球之間的距離相等，已知A、B兩只小球帶電荷量均為q(q>0)，C小球帶電荷量為Q(Q>0)，小球直徑略小于玻璃管內(nèi)徑，它們之間的距離遠(yuǎn)大于小球直徑，則(　　)A．若Q＝3q，彈簧對(duì)小球A為向上的彈力B．若Q＝2q，彈簧對(duì)小球A為向上的彈力C．若Q＝3q，彈簧對(duì)小球B為向上的彈力D．若Q＝2q，彈簧對(duì)小球B為向下的彈力12．如圖所示，真空中固定的負(fù)點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m＝2×10－4 kg的帶電微粒，在此點(diǎn)電荷正下方與負(fù)點(diǎn)電荷的距離為0.3 m的水平面內(nèi)做半徑為0.4 m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知負(fù)點(diǎn)電荷帶電荷量為Q＝5×10－5 C．取重力加速度g＝10 m/s2，靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2.則下列判斷正確的是(　　)A．微粒一定帶正電，所帶電荷量q＝×10－8 CB．微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω＝10 rad/sC．微粒運(yùn)動(dòng)的圓周軌道上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為1.8×106 N/CD．負(fù)點(diǎn)電荷對(duì)微粒做正功，微粒的電勢(shì)能不斷減少13．如圖所示，水平面有方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，將質(zhì)量相等的兩個(gè)帶異種電荷小球a、b(可視為點(diǎn)電荷)，且電荷量大小分別為qa＝3q，qb＝q，由靜止釋放，二者之間距離為r，位置關(guān)系如圖，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)小球始終處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)．則下列說(shuō)法正確的是(　　)A．a一定帶正電，且電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝B．a一定帶負(fù)電，且電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝C．a一定帶正電，且電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝D．a一定帶負(fù)電，且電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝ 14．有三根長(zhǎng)度皆為l＝0.3 m的不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板的O點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m＝1.0×10－2 kg的帶電小球A和B，它們的電荷量分別為－q和＋q，q＝1.0×10－6 C．A、B之間用第三根線連接起來(lái)，空間中存在大小為E＝2.0×105 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右．平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示．已知靜電力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)A、B間的庫(kù)侖力的大小．(2)連接A、B的輕線的拉力大小．    課時(shí)分層作業(yè)(二十六)　靜電場(chǎng)及其應(yīng)用1．解析：靜電噴涂機(jī)接高壓電源的負(fù)極，所以噴出的涂料微粒帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；由圖2可知，B點(diǎn)電場(chǎng)線較A點(diǎn)密集，可知A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；如圖3中所示，A為尖頭、B為圓頭．當(dāng)金屬板M、N接在高壓電源上，因末端越尖越容易放電，故A金屬柱容易放電，選項(xiàng)C正確；元電荷是指最小的電荷量，不是指電子和質(zhì)子本身，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C2．解析：設(shè)兩球間的庫(kù)侖力為F′，則小球b帶負(fù)電時(shí)：F＋F′＝F1；小球b帶正電時(shí)：F－F′＝F2；解得F1>F2；F1＋F2＝2F，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若小球b帶負(fù)電，L增大，則F′減小，則F1也減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若小球b帶正電，L減小，則F′變大，則F2減小，選項(xiàng)D正確．答案：D3．解析：對(duì)兩帶電小球分別進(jìn)行受力分析如圖，根據(jù)平衡條件有tan α＝，tan β＝，兩者之間庫(kù)侖力F大小相等，因α>β，所以m1<m2，故A正確，B錯(cuò)誤；電荷量q1、q2無(wú)論哪個(gè)大，兩者之間庫(kù)侖力F大小都相等，故C、D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：由v - t圖像可知負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的速度越來(lái)越大，加速度也越來(lái)越大，可見其受到的電場(chǎng)力越來(lái)越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也就越來(lái)越大，又因負(fù)電荷的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，故選項(xiàng)C符合題意，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：在兩電荷連線中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向O→P，負(fù)點(diǎn)電荷q從P點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力方向P→O，速度越來(lái)越大．但電場(chǎng)線的疏密情況不確定，電場(chǎng)強(qiáng)度大小變化情況不確定，則電荷所受電場(chǎng)力大小變化情況不確定，加速度變化情況無(wú)法判斷，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；越過(guò)O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度最大，電場(chǎng)力為零，加速度為零，選項(xiàng)C正確；根據(jù)電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知，越過(guò)O點(diǎn)后，負(fù)電荷q做減速運(yùn)動(dòng)，加速度的變化情況無(wú)法判斷，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C6．解析：根據(jù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)E＝k，可在C處畫出場(chǎng)源電荷分別為＋3Q、＋Q電場(chǎng)線的示意圖，根據(jù)平行四邊形定則作出合場(chǎng)強(qiáng)的大小及方向，若試探電荷為正電荷，則所受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，若試探電荷為負(fù)電荷，則所受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤．答案：BD7．解析：根據(jù)平衡條件可知，若A球帶正電，則B球帶負(fù)電，若A球帶負(fù)電，則B球也帶負(fù)電，因此小球A帶電的電性不確定，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對(duì)A受力分析可得kcos 37°＝qAE，則qB＝，A的帶電荷量無(wú)法確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．答案：D8．解析：根據(jù)庫(kù)侖定律，c電荷對(duì)a的庫(kù)侖引力大小為：Fc＝，b、d電荷對(duì)a的庫(kù)侖力大小均為：Fb＝Fd＝k，且b對(duì)a的庫(kù)侖力是斥力，d對(duì)a的庫(kù)侖力是引力；根據(jù)平行四邊形定則，a電荷所受的靜電力的合力大小為：F＝＝，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D9．解析：因直線MN上a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，可知場(chǎng)源電荷位于過(guò)a點(diǎn)且垂直于直線MN的直線上，設(shè)場(chǎng)源電荷在距離a點(diǎn)x的位置，則E＝k，場(chǎng)源電荷距b點(diǎn)的距離為，則b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E＝k，聯(lián)立可解得：x＝L，Q＝，故B正確．答案：B10．解析：當(dāng)圓環(huán)的均勻帶電且電荷量為＋q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，則知當(dāng)半圓ABC均勻帶電＋2q時(shí)，AB、BC部分電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E，方向如圖，由矢量合成可得，在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向由O到D；當(dāng)另一半圓ADC均勻帶電－2q，同理，在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向由O到D；根據(jù)矢量的合成法則，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2E，方向由O到D，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A11．解析：設(shè)A、B的質(zhì)量為m，A、B與B、C之間的距離均為L假設(shè)當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)，A球受到向上的彈力，根據(jù)平衡條件對(duì)A列出平衡方程，mg＝k＋k＋F，對(duì)A、B兩球整體分析k＋k＝2mg.若假設(shè)成立則F≥0，聯(lián)立可以得到Q≥q.若Q＝3q>q，此時(shí)彈簧對(duì)小球A的彈力方向向上，對(duì)小球B的彈力方向向下，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；若Q＝2q<q，此時(shí)彈簧對(duì)小球A的彈力方向向下，對(duì)小球B的彈力方向向上，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．答案：A12．解析：如圖所示，重力與庫(kù)侖力的合力提供向心力，故微粒一定帶正電，由幾何關(guān)系可得負(fù)點(diǎn)電荷與微粒之間的距離L＝0.5 m，則由E＝k代入數(shù)據(jù)得微粒運(yùn)動(dòng)的圓周軌道上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小E＝1.8×106 N/C，故C正確；由相似三角形知識(shí)可知，＝，代入數(shù)據(jù)解得q＝×10－8 C，故A錯(cuò)誤；由＝得ω＝＝ rad/s，故B錯(cuò)誤；庫(kù)侖力與速度方向始終垂直，故負(fù)點(diǎn)電荷對(duì)微粒不做功，微粒的電勢(shì)能不變，D錯(cuò)誤．答案：C13．解析：由于兩小球始終處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，且二者之間的電荷量又不相等，說(shuō)明二者受到的電場(chǎng)力大小一定不相等，而二者間的靜電力大小一定相等，說(shuō)明二者不可能是靜止，而是一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電荷量關(guān)系可知，a受的電場(chǎng)力較大，若a為正電荷，受電場(chǎng)力和靜電力方向均向右，則b必為負(fù)電荷，而b受的電場(chǎng)力和靜電力方向都向左，二者不可能相對(duì)靜止，所以a一定為負(fù)電荷．且二者都具有相同的加速度，由牛頓第二定律可得：對(duì)ab整體有(qa－qb)E＝2ma，即qE＝ma，對(duì)b有－qbE＝ma，即－qE＝ma，聯(lián)立得E＝，所以選項(xiàng)B正確．答案：B14.解析：(1)以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，B球受到重力mg、電場(chǎng)力Eq、靜電力F、AB間輕線的拉力FT1和OB間輕線的拉力FT2，共5個(gè)力的作用，處于平衡狀態(tài)，A、B間的靜電力F＝k，代入數(shù)據(jù)可得F＝0.1 N.(2)在豎直方向上有：FT2sin 60°＝mg，在水平方向上有：qE＝F＋FT1＋FT2cos 60°代入數(shù)據(jù)可得FT1＝0.042 N答案：(1)0.1 N　(2)0.042 N

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