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2025 高考物理一轮复习能力提升专题(11)电场(1)电场力的性质
(一)电场力的性质(典型例题分析)
【例题1】1.(高考安徽卷)如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0 的空间,z>0 的
空间为真空.将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z=h 处,则在xOy 平面上
会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感
应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零,则在z 轴
上z=处的电场强度大小为(k 为静电力常量)( )
A.k B.k C.k
D.k
【例题2】2.图甲中,
MN
为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属
板原来不带电.在金属板的右侧,距离金属板为d 的位置上放入一个
电荷量为+q 的点电荷,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.
P 是点电荷右侧、与点电荷之间的距离也为d 的一个点,几位同学想
求出P 点的电场强度大小,但发现问题很难.几位同学经过仔细研究,
从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道:图甲所
示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中两异号
点电荷的电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电
荷连线的中垂线.由此他们求出了P 点的电场强度大小,一共有以下
四个不同的答案(答案中k 为静电力常量),其中正确的是( )21·世纪*教
育网
A. B. C. D.
【例题3】3.(单选)如图所示,带电小球A 固定在绝缘支架上,带电小球B
用绝缘丝线悬挂于天花板,悬点P 位于小球A 的正上方,A、B 均视为点电荷。
小球B 静止时悬线与竖直方向的夹角为
,由于漏电,A、B 两小球的电荷量逐
渐减小。在电荷漏完之前,有关悬线对悬点P 的拉力T 和A、B 之间库仑力F 的
大小,下列说法中正确的是( )
A.T 保持不变,F 逐渐减小 B.T 逐渐增大,F 先变大后变小
C.T 逐渐减小,F 逐渐减小 D.T 先变大后变小,F 逐渐增大
【例题4】4.(单选)已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与
一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示,
半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在过球心O 的直
线上有A、B 两个点,O 和B、B 和A 间的距离均为R,现以OB 为直
径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为
,在挖掉球体部分前后,A 点处场强的大小之比为( )
A.
B.
C.
D.
【例题5】.5(单选)如图甲所示,两段等长绝缘轻质细绳将两个质量
相等、电荷量大小不同的带电小球A、B(均可视为点电荷)悬挂在O
点,系统处于静止状态。现施加一沿水平方向的匀强电场,当系统再次达
到静止状态时,如图乙所示。若不计两小球间的库仑力,则下列说法可能
正确的是( )
A.小球A 带正电,小球B 带负电,A、B 两小球所带电荷量之比为3:5
B.小球A 带负电,小球B 带正电,A、B 两小球所带电荷量之比为2:3
C.小球A 带负电,小球B 带正电,A、B 两小球所带电荷量之比为10:3
D.小球A 带正电,小球B 带负电,A、B 两小球所带电荷量之比为2:1
【例题6】6.(单选)如图所示,在倾角为α 的光滑绝缘斜面上固
定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹
簧另一端与A 球连接。A、B、C 三小球的质量均为M,qAq00,
qBq0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常
量为k,则( )
1
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A.
B.弹簧伸长量为
C.A 球受到的库仑力大小为2Mg D.相邻两小球间距为
【例题7】7.(单选)如图所示,空间正四棱锥的底面边长和侧棱
长均为a,水平底面的四个顶点处均固定着电量为
的点电荷,顶
点P 处有一个质量为m 的带电小球,在静电力和重力的作用下恰好
处于静止状态。将P 处小球的电荷量减半,同时加竖直方向的匀强
电场,此时P 处小球仍能保持静止,重力加速度为g,静电力常量为
k,则所加匀强电场强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【例题8】8.(单选)如图所示在两个对接的绝缘光滑斜面上,两个斜
面的倾角分别是37°和53°。斜面上放置了电荷量相等的两个小球A 和B
(均看成质点),两小球静止在离斜面底端高度为的同一水平线上,已
知小球A 的质量为
,静电力常量为
,下列说法正确的是( )
A.小球B 的电荷量为
B.小球B 的质量为
C.小球B 的受到斜面弹力的大小为
D.增大小球的电荷量,小球B 不可能与A 静止在同一水平线
上
【例题9】.9(多选)如图所示,小球A 和小球B 用两根轻质细绳固定在倾
角为45°的光滑斜面上,细绳与斜面平行,A 球的质量为m,B 球的质量为
3m,B 球带正电荷q,A 球不带电,开始时两球均处于静止状态。现在该竖直
面内加上一个匀强电场,A 球刚好不离开斜面,两球均可视为质点,重力加速
度为g,下列说法正确的是( )
A.若电场沿水平方向,电场强度为
B.若电场沿水平方向,此时A、B 两球之间的细绳与竖直方向的夹角为53°
C.所加电场的电场强度不能小于
D.O 与A 球之间的细绳拉力不可能等于0
【例题10】10.(单选)如图所示,光滑绝缘的圆环竖直固定,
、
、为三个
套
在圆环上的空心带电小球(视为质点),小球位于圆环的最高点,
、连线与
竖
直方向的夹角为60°,
、连线与竖直方向的夹角为30°,三个小球均处于静止状
态。
、
两球的质量之比为( )
A.
B.
C.
D.
【例题11】11.(多选)一半径为R 的半球面均匀带有正电荷Q,电荷Q 在球心O 处产生的场强大小
,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别为
E3、E4,则( )
A.
B.
C.
D.
【例题12】12.(单选)AB 是长为L 的均匀带电绝缘细杆,
P1、P2是位于AB 所在直线上的两点,位置如图所示。AB 上电荷
产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为
E2,若将绝缘细杆的右半边截掉并移走(左半边电荷量、位置不
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变),则P2处的场强大小变为( )
A.
B.E2–E1
C.E1–
D.E1+
【例题13】13.(单选)如图,通过绝缘线将质量均为m 的三个小球A、B、C 连接在一
起并悬于O 点,其中A、B 球带电,且带电量均为+q,C 球不带电.整个空间存在方向竖
直向下的匀强电场,场强大小为E=
.当把OA 段细线剪断的瞬间( )
A.A 球的加速度小于2g B.B 球的加速度大于2g
C.A 球和B 球之间的绳子拉力为0 D.B 球和C 球之间的绳子拉力为0
【例题14】14.(单选)如图1 所示,半径为R 均匀
带电圆形平板,单位面积带电量为σ,其轴线上任意一
点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强
度的叠加原理求出:
,方向沿x
轴。现考虑单位面积带电量为σ 的无限大均匀带电平
板,从其中间挖去一半径为r 的圆板,如图所示。则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为(
)
A.
B.
C.
D.
【例题15】15(单选).如图所示,光滑水平面上有
三
个带电小球a、b、c(均可视为质点),它们所带电荷
量
的绝对值分别为q1、q2、q3,在它们之间的静电力相互
作
用下均处于平衡状态,则三个小球的电荷量的绝对值满
足
( )
A.
B.
C.
D.
【例题16】16.(单选)如图所示,竖直绝缘墙上距O 点处固定一带电量Q
的小球A,将另一带等量同种电荷、质量为m 的小球B 用长为的轻质绝缘丝线
悬挂在O 点,A、B 间用一劲度系数为k′原长为
的绝缘轻质弹簧相连,静止
时,A、B 间的距离恰好也为,A、B 均可看成质点,以下说法正确的是
( )
A.A、B 间库仑力的大小等于mg
B.A、B 间弹簧的弹力大小等于k′
C.若将B 的带电量减半,同时将B 球的质量变为4m,A、B 间的距离将变为
D.若将A、B 的带电量均减半,同时将B 球的质量变为
,A、B 间的距离将变为
【例题17】17.(单选)如图所示,a、b、c、d 四个质量均为m 的带电
小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c 三个完全相同的带电小球
在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O 点做半径为R 的匀速圆周运动,
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三小球所在位置恰好将圆周等分,小球d 位于O 点正上方h 处,且在外力F 作用下恰处于静止状态。已
知a、b、c 三小球的电荷量均为q,d 球的电荷量为-6q,
,重力加速度为g,静电力常量为k,则
( )
A.小球a 的线速度为
B.小球b 的角速度为
C.小球c 的向心加速度大小为
D.外力F 竖直向上,大小为
【例题18】.18(多选)A、B 两带电小球,电荷量分别为
、
,质量分别为
和
,如图所示,用两根不可伸长的绝缘细线悬挂
于O 点,静止时A、B 两球处于同一水平线上,其中O 点到A 球的距
离
,
,
,C 是
连线上一点且在
O 点的正下方,带电小球均可视为点电荷,静电力常量为k,则下列
说法正确的是( )
A.A、B 间的库仑力大小
B.A、B 两球的质量之比为
C.C 点的电场强度为零
D.若仅互换A、B 两球的带电荷量,则A、B 两球位置将仍处于同一水平线上
【例题19】19.(多选)如图所示,光滑绝缘水平面abcd 上放有三个可看
成点电荷的带电小球A、B、C,它们间的连线构成一个顶角为
的等腰三
角形,已知AB、AC 边长为a,静电力常量为k,小球A 带电量为q。现在
在水平面上加垂直于BC 指向A 的匀强电场,匀强电场的场强为E,三球均
处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.A 球一定带正电 B.B、C 球的电性和电量都可以不同
C.
一定等于60° D.
【例题20】20.(单选)如图所示,用两根长度均为l 的绝缘轻绳
将正电的小球悬挂在水平的天花板下,小球的质量为m,轻绳与天
花板的夹角均为
=30°,小球正下方距离也为l 的A 处有一绝缘支
架上同样有一个带电小球,此时轻绳的张力均为0,现在将支架水
平向右移动到B 处,B 处位置为与竖直方向的夹角为
处,小球处
于静止状态,则( )
A.A 处的带电小球带负电B.A 处与B 处库仑力大小之比为
C.支架处于B 处,左边绳子张力为
D.支架处于B 处,右边绳子张力为
(二)电场力的性质--巩固练习
21.(多选)用两根等长的轻质绝缘细线,把两个带异种电荷的小球
a、b 悬挂起来,如图甲所示,小球a、b 质量分别为
、
,带电量
大
小分别为
、
。如果在该区间加一水平向右的匀强电场,且绳始终
拉
紧,最后达到的平衡状态如图乙所示,则关于两球质量大小及带电量多
少
(两球之间的作用力不考虑),下列组合符合要求的有( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
22.(单选)如图所示,电荷均匀分布在半球面上,它在这半球的中心O 处
电场强度等于E0。一过球心的倾斜平面将球面分为两部分,其中
。则
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所分出的较小这部分的电荷在O 处的电场强度E 为( )
A.
B.
C.
D.
23.(单选)如图所示,一均匀带电绝缘细棒的电荷量为
,在
过细棒中点c 的中垂线上有a、b、d 三点,且
。在a 点固
定一负点电荷,其电荷量为
,已知d 点的电场强度为零,静电力常量
为k,则b 点的电场强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
24.(单选)如图所示,真空中电荷量为-q(q>0)的点电荷与均匀带电薄
板
相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A 点的电场
强
度为0,静电力常量为k,下列说法中正确的是( )
A.带电薄板产生的电场在图中A 点的电场强度大小为
B.带电薄板产生的电场在图中B 点的电场强度大小为0
C.图中B 点的电场强度大小为
D.图中B 点的电场强度方向沿着AB 连线指向A
25.(单选)如图所示,一倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平面
上,在斜面的底端A 和顶端B 分别固定等量的同种负电荷。质量为m、
带电荷量为−q 的物块从斜面上的P 点由静止释放,物块向下运动的过
程中经过斜面中点O 时速度达到最大值vm,运动的最低点为Q(图中
没有标出),则下列说法正确的是( )
A.P、Q 两点场强相同 B.UPO = UOQ
C.P 到Q 的过程中,物体先做加速度减小的加速,再做加速度增加的减速运动
D.物块和斜面间的动摩擦因数
26.(单选)在点电荷Q 产生的电场中有a、b 两点,相距为d。已
知a 点的场强大小为E,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强方向与
ab 连线成30°角,如图所示,则点电荷Q 的电性和b 点的场强大小为
( )A.正电、3E B.负电、3E C.正电、
D.负
电、
27.(多选)如图所示,固定在绝缘支杆上的带电小球A 位于光滑小定滑轮O 的正
下方,绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B 相连,在拉力F 的作用下,小球B 静止,
此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变,现缓慢拉动细线,使球移动一
小段距离。在此过程中以下说法正确的是( )
A.细线上的拉力一直减小 B.细线上的拉力先增大后减小
C.A 对B 的库仑力一直增大 D.A 对B 的库仑力一直大小不变
E.B 球的运动轨迹是一段圆弧
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28.(多选)如图,天花板上固定一个光滑小环
,一绝缘细绳穿过光滑小
环,两端分别与带电小球
、
连接,
、
的质量分别为
和
,带电荷
量分别为
、
系统静止时,小球
、
和光滑小环
的距离分别为,
,
细绳
段与竖直方向的夹角为
,细绳
段与竖直方向的夹角为
,两带
电小球均可视为点电荷,则以下关系式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
29.(江苏高考)下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼
此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )
30.(多选)如图所
示,两个带电小球
、
分别处于光滑绝缘的竖直
墙面和斜面上,且在同
一竖直平面内,用水平向左的推力F 作用于
球,
两球在图示位置静止,
现将
球沿斜面向下移动一小段距离,发现
球随
之向上移动少许,两球
在新位置重新平衡,重新平衡后与移动前相比,下
列说法正确的是
( )
A.推力F 变小
B.斜面对
的弹力不变
C.墙面对
的弹力不
变 D.两球之间的距离减
小
31.(单选)如图所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷
量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B 到达悬
点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角
度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q1和q2,θ 分别为30°和45°,则q2/q1为(
)
A. 2 B. 3 C. 2
D. 3
32.(多选)一个内表面光滑的半球形碗放在水平桌面上,碗
口处于水平面内,O 是球心。甲、乙两个可视为质点的小球,
电荷分别为q1、q2,质量分别为m1、m2,当它们静止后处于如
图所示状态,则以下判断正确的是( )
A.q1一定大于q2 B.m1一定大于m2
C.m1所受的库仑力一定大于m2所受的库仑力
D.m1对碗的弹力一定大于m2对碗的弹力
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