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(gè)檢驗(yàn)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(yàn)電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場力F＝Eq，F(xiàn)與q成正比，C錯(cuò)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(yàn)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(dòng)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?yàn)殡姾蔀樨?fù)，故場強(qiáng)方向應(yīng)與F反向。故選D分析：曲線運(yùn)動(dòng)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(gè)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(cuò)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(gè)點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，但方向不同，A錯(cuò)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(jì)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(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)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?yàn)槊總€(gè)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(shí)，O點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示：此時(shí)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(shí)應(yīng)該用平行四邊形法則進(jìn)行計(jì)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(dòng)方向C．點(diǎn)電荷只受電場力作用時(shí)，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(cuò)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(dòng)方向。錯(cuò)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(shí)，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(cuò)誤，電場線是描述電場性質(zhì)的假想曲線，不是真實(shí)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(shí)存在的。8．一個(gè)檢驗(yàn)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(yàn)電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場力F＝Eq，F(xiàn)與q成正比，C錯(cuò)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(yàn)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?yàn)锳、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(cuò)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?yàn)锳帶正電，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?yàn)镼A>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(shí)線表示勻強(qiáng)電場中的電場線，一帶電粒子(不計(jì)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(dòng)情況，下列說法中可能的是()A．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩到bB．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bC．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至aD．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a答案：BD解析：解答：

由運(yùn)動(dòng)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(cuò)；運(yùn)動(dòng)a→b與b→a均有可能．故B、D對。故選BD分析：曲線運(yùn)動(dòng)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(dòng)到B點(diǎn)，軌跡如下圖中虛線所示．不計(jì)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(dòng)軌跡可知電場力方向向左，粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)；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(dòng)過程中，電場力與運(yùn)動(dòng)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(dòng)，故D對。故選BCD分析：曲線運(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)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(cuò)；電場力對a、b均做正功，兩帶電粒子動(dòng)能均增大，則速度均增大，B、C均錯(cuò)；a向電場線稀疏處運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，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(dòng)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(gè)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(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小．要使圓心處的電場強(qiáng)度為零，則應(yīng)在C點(diǎn)放一個(gè)電荷量Q＝－q的點(diǎn)電荷，故C選項(xiàng)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(jì)，則電子除受電場力外，所受的另一個(gè)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?yàn)樗较蛴?，如圖(b)所示．由于電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合外力必為零，故另一個(gè)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(dòng)的過程中，電場力由小變大，再由大變小，故另一個(gè)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(xiàng)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(gè)質(zhì)量為m的帶電液滴，沿著水平方向直線運(yùn)動(dòng)，則該液滴帶電，電荷量大小為?？键c(diǎn)：物體的平衡;答案：負(fù)|解析：解答：液滴做勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力，即向下的重力等于向上的電場力，即，解得,因?yàn)閳鰪?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(shí)，電荷帶正電，反之帶負(fù)電。17．將一個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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?yàn)檠芯繉ο螅治鍪芰η闆r，如圖．根據(jù)作圖法得到，當(dāng)電場力qE與細(xì)線垂直時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(jì)算題21．如圖所示，在邊長為L的正方形四個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)巧妙的應(yīng)用，這樣就轉(zhuǎn)化成求一個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)，當(dāng)碰到金屬極上時(shí)，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(shí)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(dòng)，當(dāng)碰到金屬極上時(shí)，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(shí)間。24．如圖所示，空間中A、B、C三點(diǎn)的