2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度檢測含解析新人教版必修第三冊

PAGE6-電場電場強(qiáng)度(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.關(guān)于靜電力和電場強(qiáng)度,下列說法正確的是 ()A.電場強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一樣B.電場強(qiáng)度的大小總是跟靜電力的大小成正比C.負(fù)電荷受到的靜電力的方向跟電場強(qiáng)度的方向一樣D.同一個點電荷在某點受到的靜電力越大,該點的電場強(qiáng)度就越大【解析】選D。電場中某點電場強(qiáng)度的方向是肯定的,而電荷在電場中所受的靜電力的方向卻與電荷的性質(zhì)有關(guān)系,只有正電荷受到的靜電力的方向才與電場強(qiáng)度的方向相同,故A、C錯;電場強(qiáng)度的大小與電場中的位置有關(guān),對于同一位置,只有在電荷量肯定時電荷受到的靜電力越大,才能說明該點的場強(qiáng)越大,故B錯,D對。2.如圖所示,a、b兩點位于以負(fù)點電荷為球心的球面上,c點在球面外,則 ()A.a點場強(qiáng)與b點場強(qiáng)相同B.a點場強(qiáng)的大小比c點大C.b點場強(qiáng)的大小比c點小D.條件不足,無法推斷a、b、c三點場強(qiáng)大小關(guān)系【解析】選B。設(shè)球的半徑為r,ra=rb=r,依據(jù)點電荷四周電場強(qiáng)度的計算公式E=k可知,a點場強(qiáng)的大小和b點場強(qiáng)大小相等,方向不同,而rc>r,所以a、b兩點的場強(qiáng)的大小比c點大,選項A、C、D錯誤,B正確。3.如圖所示是電場中某區(qū)域的電場線分布,A、B是電場中的兩點,則 ()A.正電荷在A點所受靜電力方向必定與該點場強(qiáng)方向相反B.同一點電荷放在A點受到的靜電力比放在B點時受到的靜電力大C.B點的電場強(qiáng)度較大D.A點的電場強(qiáng)度較大【解析】選C。正電荷在A點所受靜電力方向必定與該點場強(qiáng)方向一樣,選項A錯誤;由題圖可知,B點處電場線較密,電場強(qiáng)度較大,而A點處電場線較疏,電場強(qiáng)度較小,選項C正確,D錯誤;B點的電場強(qiáng)度比A點大,同一點電荷在B點受到的靜電力較大,選項B錯誤。4.真空中,兩點電荷A、B產(chǎn)生的電場的電場線分布如圖所示。下列說法正確的是 ()A.A、B為等量同種電荷B.O點的場強(qiáng)為0C.O點的電場強(qiáng)度比P點的電場強(qiáng)度大D.O點與P點的電場強(qiáng)度方向相同【解析】選C。依據(jù)電場線分布的特點:電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)動身,終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷,可知A、B為等量異種電荷,選項A錯誤;兩點電荷為等量異種電荷,因此依據(jù)場強(qiáng)的疊加原理可知,O點場強(qiáng)不為零,選項B錯誤;電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小,由題圖可知,O點處的電場線比P點處的密,所以O(shè)點的電場強(qiáng)度大于P點的電場強(qiáng)度,選項C正確;電場線上每點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向,由題圖可知,O點的場強(qiáng)方向與P點的場強(qiáng)方向不同,選項D錯誤。5.點電荷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)【解析】選C。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,所以只有在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矢量和為零的狀況。故C正確,A、B、D錯誤。6.關(guān)于電場線的性質(zhì),以下說法正確的有 ()A.電場線是電荷在電場中的運動軌跡B.電場線的分布狀況反映電場中不同點的場強(qiáng)的相對大小C.電場線的箭頭方向表示場強(qiáng)減弱的方向D.空間中兩條電場線能相交【解析】選B。電場線是為了描述電場的強(qiáng)弱及方向而引進(jìn)的假想線,它一般不與電荷的運動軌跡重合,故A錯誤,B正確;電場線的箭頭方向表示場強(qiáng)的方向,故C錯誤;由于電場的詳細(xì)方向與電場線上某點的切線方向相同,若兩條電場線相交,則在該點可以作出兩條切線,表明該點的電場方向不唯一,這與實際不符,故D錯誤。故選B。二、非選擇題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)7.(10分)如圖所示,在邊長為l的正方形四個頂點A、B、C、D上依次放置電荷量為+q、+q、+q和-q的點電荷,求正方形中心O點的電場強(qiáng)度。【解析】由對稱性原理可知:若正方形四個頂點處均放置相同電荷量的電荷,則中心O點的場強(qiáng)為零,因此可把D點的電荷-q等效為兩部分:+q和-2q。+q和另外三個點電荷在中心O點的合場強(qiáng)為零,-2q在中心O點的場強(qiáng)為E==,故正方形中心O點的場強(qiáng)大小為E=,方向沿OD連線由O指向D。答案:,方向沿OD連線由O指向D。8.(14分)如圖所示,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量m=kg的帶正電小球P懸掛于O點,空間中有電場強(qiáng)度大小E=1×104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場,小球靜止時,細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=30°。取g=10m/s2。求:(1)小球的電荷量q;(2)細(xì)線的拉力大小F?！窘馕觥?1)小球受到的靜電力方向向右,與場強(qiáng)方向相同,所以小球帶正電。小球在如圖所示力的作用下處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:qE=mgtanθ則q==1×10-4C(2)由平衡條件有:Fcosθ=mg得細(xì)線的拉力F==2N答案:(1)1×10-4C(2)2N(15分鐘40分)9.(7分)A、B是一條電場線上的兩個點,一帶正電的粒子僅在靜電力作用下以肯定的初速度從A點沿電場線運動到B點,其速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖所示,則此電場的電場線分布可能是 ()【解析】選A。依據(jù)v-t圖像可知,帶正電的粒子的加速度漸漸增大,速度漸漸減小,說明粒子在逆著電場線方向運動,且沿粒子運動方向電場線越來越密集,選項A正確,B、C、D錯誤。10.(7分)某靜電場的電場線如圖中實線所示,虛線是某個帶電粒子僅在靜電力作用下的運動軌跡,下列說法正確的是 ()A.粒子肯定帶負(fù)電荷B.粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度C.粒子在M點的動能大于它在N點的動能D.粒子肯定是從M點運動到N點【解析】選B。由粒子的運動軌跡可知,粒子所受靜電力沿著電場線的方向,所以粒子帶正電荷,選項A錯誤;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,電場線疏的地方電場強(qiáng)度小,由題圖可知,N點的場強(qiáng)大于M點的場強(qiáng),粒子在N點的受力大于在M點的受力,所以粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度,選項B正確;若帶正電的粒子從M點運動到N點,靜電力做正功,粒子動能增大,若帶正電的粒子從N點運動到M點,靜電力做負(fù)功,粒子動能減小,總之,粒子在M點的動能小于它在N點的動能,選項C錯誤;依據(jù)粒子運動的軌跡可以推斷其受力的方向,但不能推斷其運動的方向,選項D錯誤。11.(7分)(多選)如圖所示,懸線下掛著一個帶正電的小球,它的質(zhì)量為m、電荷量為q,整個裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度為E,下列說法正確的是 ()A.小球平衡時,懸線與豎直方向夾角的正切值為B.若剪斷懸線,則小球做曲線運動C.若剪斷懸線,則小球做勻速運動D.若剪斷懸線,則小球做勻加速直線運動【解析】選A、D。對小球受力分析如圖,可知tanα=,故A正確;剪斷懸線后,小球受qE和mg的合力為定值,所以小球做勻加速直線運動,故D正確。12.(19分)如圖所示,兩根長為