高中物理人教版1第一章靜電場第3節(jié)電場強(qiáng)度-參賽作品

人教版物理高二選修3-1第1章第3節(jié)電場強(qiáng)度同步檢測卷一、選擇題1．下列各電場中，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是()A.B.C.D.答案：C解析：解答：A圖中，A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向不同；B圖中，A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)的方向相同，但大小不等；C圖中是勻強(qiáng)電場，則A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向相同；D圖中A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向均不相同。故選C分析：電場強(qiáng)度有大小和方向，必須是大小和方向都相同，電場強(qiáng)度才相同。2．一個檢驗電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力為F，這點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是()A.B.C.D.答案：D解析：解答：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯誤；檢驗電荷在該點(diǎn)受到的電場力F＝Eq，F(xiàn)與q成正比，C錯誤，D正確。故選D分析：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗電荷及其所受電場力無關(guān)，由電場本身決定。3．一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的．關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()A.B.C.D.答案：D解析：解答：

由a至c的彎曲情況可知受力方向指向圖中虛線的右下方，如圖所示：b點(diǎn)的速度方向vb如圖，由a至c速率遞減可知受力方向如圖中F，α角大于90°，因為電荷為負(fù)，故場強(qiáng)方向應(yīng)與F反向。故選D分析：曲線運(yùn)動的物體所受合外力指向曲線凹側(cè)，負(fù)電荷所受電場力與場強(qiáng)方向相反。4．如圖所示，電量為＋q和－q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)有()A．體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B．體中心和各邊中點(diǎn)C．各面中心和各邊中點(diǎn)D．體中心和各面中心答案：D解析：解答：

根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式及正方體的對稱性可知正方體內(nèi)中心點(diǎn)及各面的中心點(diǎn)處場強(qiáng)為零。故選D分析：電場強(qiáng)度滿足矢量疊加原則，所以正方體內(nèi)中心點(diǎn)及各面的中心點(diǎn)處場強(qiáng)為零。5．如圖所示，在正方形的四個頂點(diǎn)各放一電荷量均為Q的點(diǎn)電荷(電性如圖所示)，a、b、c、d是正方形邊長的中點(diǎn)，則以下說法中錯誤的是()A．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場強(qiáng)相同B．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定等大且反向C．b、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定等大且反向D．e點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零答案：A解析：解答：

根據(jù)放置的電荷的位置和對稱性可知，a、b、c、d四個點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，但方向不同，A錯誤；由對稱性知，a、c兩點(diǎn)和b、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等、方向相反，B、C正確；同理，由對稱性知e點(diǎn)的場強(qiáng)為零，D正確。故選A分析：電場強(qiáng)度是矢量，滿足矢量三角形法則進(jìn)行疊加計算。6．如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°．電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移到P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為()A．1∶2B．2∶1C．2∶eq\r(3)D．4∶eq\r(3)答案：B解析：解答：

因為每個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時，O點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示：此時O點(diǎn)場強(qiáng)，則。故選B分析：電場強(qiáng)度是矢量，進(jìn)行場強(qiáng)疊加時應(yīng)該用平行四邊形法則進(jìn)行計算。7．關(guān)于電場線的敘述，下列說法正確的是()A．電場線是直線的地方一定是勻強(qiáng)電場B．電場線的方向就是帶正電的試探電荷的運(yùn)動方向C．點(diǎn)電荷只受電場力作用時，加速度的方向總是與所在處的電場線的切線重合D．畫有電場線的地方有電場，沒畫電場線的地方就不存在電場答案：C解析：解答：

A．電場線是直線的地方一定是勻強(qiáng)電場，錯誤，如點(diǎn)電荷電場；B．電場線的方向就是帶正電的試探電荷的運(yùn)動方向。錯誤，是正電荷的電場力的方向；C．點(diǎn)電荷只受電場力作用時，加速度的方向總是與所在處的電場線的切線重合，正確；D．畫有電場線的地方有電場，沒畫電場線的地方就不存在電場，錯誤，電場線是描述電場性質(zhì)的假想曲線，不是真實存在的。故選C分析：電場線是描述電場性質(zhì)的假想曲線，不是真實存在的。8．一個檢驗電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力為F，這點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是()A.B.C.D.答案：D解析：解答：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯誤；檢驗電荷在該點(diǎn)受到的電場力F＝Eq，F(xiàn)與q成正比，C錯誤，D正確。故選D分析：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗電荷及其所受電場力無關(guān)，由電場本身決定。9．如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場強(qiáng)，則()A．A、B兩處的場強(qiáng)方向相同B．因為A、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA＝EBC．電場線從A指向B，所以EA>EBD．不知A、B附近電場線的分布情況，EA、EB的大小不能確定答案：AD解析：解答：電場線的切線方向指場強(qiáng)方向，所以A正確；電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小，只有一條電場線的情況下不能判斷場強(qiáng)大小，所以B、C錯誤，D正確；故選AD分析：電場線的切線方向指場強(qiáng)方向，電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小。10．點(diǎn)電荷A和B，分別帶正電和負(fù)電，電荷量分別為4Q和Q，在A、B連線上，如圖所示，電場強(qiáng)度為零的地方在()A．A和B之間 B．A的右側(cè)C．B的左側(cè) D．A的右側(cè)及B的左側(cè)答案：C解析：解答：

因為A帶正電，B帶負(fù)電，所以只有在A右側(cè)和B左側(cè)兩者產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向相反，因為QA>QB，由可知只有B的左側(cè)，才有可能EA與EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和為零的情況。故正確答案為C。故選C分析：電場強(qiáng)度是矢量，場強(qiáng)疊加滿足矢量三角形法則。11．如圖所示，實線表示勻強(qiáng)電場中的電場線，一帶電粒子(不計重力)經(jīng)過電場區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，關(guān)于粒子的運(yùn)動情況，下列說法中可能的是()A．該粒子帶正電荷，運(yùn)動方向為由a到bB．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動方向為由a至bC．該粒子帶正電荷，運(yùn)動方向為由b至aD．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動方向為由b至a答案：BD解析：解答：

由運(yùn)動軌跡可判定電場力方向向左，則粒子應(yīng)帶負(fù)電，故A、C錯；運(yùn)動a→b與b→a均有可能．故B、D對。故選BD分析：曲線運(yùn)動的物體所受合力指向曲線凹側(cè)，正電荷所示電場力與電場方向相同，負(fù)電荷所受電場力與電場方向相反。12．一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，軌跡如下圖中虛線所示．不計粒子所受重力，則()A．粒子帶正電B．粒子加速度逐漸減小C．A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度D．粒子的初速度不為零答案：BCD解析：解答：由運(yùn)動軌跡可知電場力方向向左，粒子帶負(fù)電，故A錯；A→B電場強(qiáng)度變小，電場力變小，加速度變小，B對；粒子運(yùn)動過程中，電場力與運(yùn)動方向的夾角大于90°角，所以速率減小，故C對；若粒子的初速度為0，將沿電場線向左下側(cè)運(yùn)動，故D對。故選BCD分析：曲線運(yùn)動的物體所受合力指向曲線凹側(cè)，正電荷所示電場力與電場方向相同，負(fù)電荷所受電場力與電場方向相反。13．實線為三條未知方向的電場線，從電場中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個帶電粒子，a、b的運(yùn)動軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場力作用)，則()A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．電場力對a做正功，對b做負(fù)功C．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大D．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大答案：D解析：解答：由于電場線方向未知，故無法確定a、b的電性，A錯；電場力對a、b均做正功，兩帶電粒子動能均增大，則速度均增大，B、C均錯；a向電場線稀疏處運(yùn)動，電場強(qiáng)度減小，電場力減小，故加速度減小，b向電場線密集處運(yùn)動，故加速度增大，D正確。故選D

分析：正電荷所示電場力與電場方向相同，負(fù)電荷所受電場力與電場方向相反；電場力做正功，動能增加。14．AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O．將電荷量分別為＋q和－q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對稱且距離等于圓的半徑，如圖所示．要使圓心處的電場強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q，則該點(diǎn)電荷Q()A．應(yīng)放在A點(diǎn)，Q＝2qB．應(yīng)放在B點(diǎn)，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點(diǎn)，Q＝－qD．應(yīng)放在D點(diǎn)，Q＝－q答案：C解析：解答：

由平行四邊形定則得出＋q和－q在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)水平向右，大小等于其中一個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的大?。箞A心處的電場強(qiáng)度為零，則應(yīng)在C點(diǎn)放一個電荷量Q＝－q的點(diǎn)電荷，故C選項正確。故選C分析：場強(qiáng)疊加遵循平行四邊形定則。15．如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子除受電場力外，所受的另一個力的大小和方向變化情況是()A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右答案：B解析：解答：

等量異種電荷電場線分布如圖(a)所示，由圖中電場線的分布可以看出，從A點(diǎn)到O點(diǎn)，電場線由疏到密；從O點(diǎn)到B點(diǎn)，電場線由密到疏，所以沿點(diǎn)A、O、B，電場強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，方向為水平向右，如圖(b)所示．由于電子做勻速直線運(yùn)動，所受合外力必為零，故另一個力應(yīng)與電子所受電場力大小相等、方向相反，電子受到電場力方向水平向左，且沿點(diǎn)A、O、B運(yùn)動的過程中，電場力由小變大，再由大變小，故另一個力的方向應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小，所以選項B正確．故選B分析：搞清楚等量異種點(diǎn)電荷和等量同種點(diǎn)電荷電場分布是關(guān)鍵。二、填空題16．在豎直向下、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，一個質(zhì)量為m的帶電液滴，沿著水平方向直線運(yùn)動，則該液滴帶電，電荷量大小為。考點(diǎn)：物體的平衡;答案：負(fù)|解析：解答：液滴做勻速運(yùn)動，受平衡力，即向下的重力等于向上的電場力，即，解得,因為場強(qiáng)方向向下，電場力向上，故粒子帶負(fù)電。分析：電場強(qiáng)度和電場力方向相同時，電荷帶正電，反之帶負(fù)電。17．將一個電荷量為的試探電荷放入電場中某處，受到的電場力為F，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為，若在該位置放一電荷量為的試探電荷，則該電荷所受電場力為；答案：|解析：解答：

E反映電場本身的特性，與試探電荷無關(guān)，所以將正試探電荷的電荷量減半，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，；則電荷量為的試探電荷所受電場力為。分析：

E反映電場本身的特性，與試探電荷無關(guān)。18．在場強(qiáng)為E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電量分別為＋2q和－q，兩小球用長為L的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸于O點(diǎn)而處于平衡狀態(tài)。如圖所示，重力加速度為g，細(xì)線對懸點(diǎn)O的作用力等于N答案：T=2mg+Eq解析：解答：

以兩個小球組成的整體為研究對象，重力G=2mg，整體電場力為：2qE-qE=qE，方向豎直向下，細(xì)線的拉力T，由平衡條件得：T=2mg+Eq。分析：正確選取研究對象是關(guān)鍵，應(yīng)該以整體為研究對象就比較方便。19．質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上，且處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，當(dāng)小球A靜止時細(xì)線與豎直方向成30°角，已知電場方向恰使小球受的電場力最小，則小球所帶電量為C．答案：解析：解答：

以小球為研究對象，分析受力情況，如圖．根據(jù)作圖法得到，當(dāng)電場力qE與細(xì)線垂直時，電場力最小。根據(jù)平衡條件得，得到分析：通過受力分析能判斷出當(dāng)電場力qE與細(xì)線垂直時，電場力最小是本題的入手點(diǎn)。20．如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧形絕緣細(xì)管的圓心處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球從圓弧管水平直徑的端點(diǎn)A由靜止釋放，當(dāng)小球沿細(xì)管下滑到最低點(diǎn)時，對細(xì)管的上壁的壓力恰好與球重相同，則圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)大小為.答案：解析：解答：

小球從A到最低點(diǎn)過程，電場力不做功，由動能定理得，在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得，又，解得。分析：利用動能定理求出在最低點(diǎn)速度，利用合外力提供向心力求解出電場強(qiáng)度。三、計算題21．如圖所示，在邊長為L的正方形四個頂點(diǎn)A、B、C、D上依次放置電荷量為＋q、＋q、＋q和－q的點(diǎn)電荷，求正方形中心O點(diǎn)的電場強(qiáng)度？答案：

由對稱性原理可知：若正方形四個頂點(diǎn)處均放置相同電荷量的電荷，則中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為零，因此可把D點(diǎn)的電荷－q等效為兩部分：＋q和－2q．＋q和另外三個點(diǎn)電荷在中心O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，－2q在中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為故正方形中心O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為，方向沿OD連線由O指向D。解析：解答：

由對稱性原理可知：若正方形四個頂點(diǎn)處均放置相同電荷量的電荷，則中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為零，因此可把D點(diǎn)的電荷－q等效為兩部分：＋q和－2q．＋q和另外三個點(diǎn)電荷在中心O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，－2q在中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為故正方形中心O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為，方向沿OD連線由O指向D。分析：－q等效為兩部分＋q和－2q，是個巧妙的應(yīng)用，這樣就轉(zhuǎn)化成求一個點(diǎn)電荷在中心O點(diǎn)場強(qiáng)。22．如圖所示，兩根長為L的絕緣細(xì)線下端各懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球A、B，A、B帶電荷量分別為＋q和－q，今加上勻強(qiáng)電場(方向水平向左)，場強(qiáng)為E，使聯(lián)結(jié)AB的絕緣細(xì)線(長為L)拉直，并使兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，E的大小應(yīng)滿足什么條件？答案：B球受力如圖所示：由于B球靜止，有所以解析：解答：

B球受力如圖所示：由于B球靜止，有所以分析：畫出受力分析，列出平衡方程可求解，受力分析時關(guān)鍵。23．豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場．其電場強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，如圖所示，請問：（1）小球帶電荷量是多少？答案：小球處于平衡狀態(tài)，對小球受力分析如圖所示：Fsinθ＝qE①Fcosθ＝mg②由得，故（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時間？答案：由第(1)問中的方程②知，而剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于；所以小球的加速度，小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)碰到金屬極上時，它經(jīng)過的位移為，又，所以解析：解答：（1）小球處于平衡狀態(tài)，對小球受力分析如圖所示：Fsinθ＝qE①Fcosθ＝mg②由得，故(2)由第(1)問中的方程②知，而剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于；所以小球的加速度，小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)碰到金屬極上時，它經(jīng)過的位移為，又，所以分析：（1）利用共點(diǎn)力平衡條件列出方程可求解；（2）關(guān)鍵是剪斷絲線后的加速度的求法，加速度求出后，利用公式可求出時間。24．如圖所示，空間中A、B、C三點(diǎn)的