高中物理 1.3 電場強度練習 新人教版選修3-1

【成才之路】版高中物理1.3電場強度練習新人教版選修3-1基礎夯實一、選擇題(1～4題為單選題，5～7題為多選題)1．(南京市第三中學～學年高二上學期期中)關于點電荷、元電荷、檢驗電荷，下列說法正確的是()A．元電荷實際上是指電子和質(zhì)子本身B．點電荷所帶電荷量一定很小C．點電荷所帶電荷量一定是元電荷電荷量的整數(shù)倍D．點電荷、元電荷、檢驗電荷是同一種物理模型答案：C解析：元電荷是指一個電子所帶的電荷量，并不是指電子或質(zhì)子本身，故A選項錯誤；在條件滿足情況下點電荷可以代替任何帶電體，故B選項錯誤；任何帶電體所帶電荷量都是元電荷電荷量的整數(shù)倍，故C選項正確；點電荷是理想化模型，元電荷是最小電荷單位，檢驗電荷是指電荷量很小的電荷，故D選項錯誤。2．關于電場，下列說法正確的是()A．電場是假想的，并不是客觀存在的物質(zhì)B．描述電場的電場線是客觀存在的C．電場對放入其中的電荷有力的作用D．電場對放入其中的電荷不一定有力的作用答案：C解析：電場是客觀存在的物質(zhì)，A錯；電場線是為了描述電場而假設的，B錯；電場對放入其中的電荷有力的作用，C對D錯。3．(河南師大附中～學年高二上學期期中)關于電場中某點的電場強度，下列說法中正確的是()A．若放在該點的試探電荷的電荷量減半，則場強減半B．若該點沒有試探電荷，則場強為零C．該點的場強方向就是經(jīng)過該點的電場線的切線方向D．該點的場強方向就是放在該點的電荷所受電場力的方向答案：C解析：某點的電場強度是由場源電荷和其空間位置決定的，與試探電荷無關，公式E＝eq\f(F,q)只是一個定義式，場強與F、q無關，選項A、B錯。電場線是為了形象的描述電場而人為假設的，電場線的切線方向代表該點的場強方向，選項C對。某點的電場強度的方向定義為正電荷在該點所受電場力的方向，選項D錯。4．(通化市第一中學BEST合作體～學年高二上學期期中)下列選項中的各eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是()答案：B解析：由電場強度的疊加原理，易判B中O處電場強度最大。5．(安徽屯溪一中～學年高二上學期期中)如圖所示是電場中某點的電場強度E與放在該點處的檢驗電荷q及所受電場力F之間的函數(shù)關系圖象，其中正確的是()答案：AD解析：電場強度E應由場源電荷和該點的空間位置決定，與試探電荷q無關，故選項A正確；當電場強度確定時，電場力F＝qE∝q，故選項D亦正確。6．法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場，如圖所示為點電荷a、b所形成電場的電場線分布圖(箭頭未標出)。在M點處放置一個電荷量大小為q的負試探點電荷，受到的電場力大小為F，以下說法正確的是()A．由電場線分布圖可知M點處的場強比N點處場強小B．a(chǎn)、b為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量C．M點處的場強大小為eq\f(F,q)，方向與所受電場力方向相同D．如果M點處的點電荷電量變?yōu)?q，該處場強將變?yōu)閑q\f(F,2q)答案：AB解析：根據(jù)電場線的疏密程度可判A、B正確；M點的場強大小為eq\f(F,q)，方向與電場力方向相反，C錯；場強大小與檢驗電荷電量大小無關，D錯。7．(山東東營市～學年高二上學期三校聯(lián)考)一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的。關于b點電場強度E的方向，下列圖示中不正確的是(虛線是曲線在b點的切線)()答案：ABC解析：做曲線運動的物體，速度的方向沿該點的切線方向，而物體做曲線運動的條件是合外力與速度不共線，選項A錯誤；負電荷受力的方向與該點場強方向相反，并且軌跡曲線應向力的方向彎曲，選項C錯誤；質(zhì)點從a到c減速，故電場力的方向與速度方向的夾角為鈍角，選項B錯誤而D正確。二、非選擇題8．在一個點電荷Q的電場中，Ox坐標軸與它的一條電場線重合，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為2.0m和5.0m。放在A、B兩點的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電量的關系圖象如圖中直線a、b所示，放在A點的電荷帶正電，放在B點的電荷帶負電。(1)求B點的電場強度的的大小和方向。(2)試判斷點電荷Q的電性，并說明理由。答案：(1)2.5N/C沿x軸負方向(2)見解析解析：(1)由圖可知，B點的電場強度EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(1,4×0.1)N/C＝2.5N/C．因B帶負電，受力向右，所以EB的方向指向x軸的負方向。同理A點的電場強度EA＝40N/C，方向指向x軸的正方向。(2)因為A點電荷帶正電，B點電荷帶負電，二者受力方向又相同，所以點電荷Q必須放于A、B兩點之間，且Q只有帶負電時，才會使得A、B兩點電荷受力均沿x軸正方向。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1.(吉林一中～學年高二上學期檢測)如圖所示，一帶電量為q的金屬球，固定在絕緣的支架上，這時球外P點的電場強度為E0，當把一電量也是q的點電荷放在P點時，測得點電荷受到的靜電力為f；當把一電量為aq的點電荷放在P點時，測得作用于這點電荷的靜電力為F，則在國際單位制中()A．f的數(shù)值等于qE0B．F的數(shù)值等于afC．a(chǎn)比1小得越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近afD．a(chǎn)比1小得越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近aqE0答案：D解析：本題中的場源電荷為金屬球，而不是點電荷，在P點沒有放電荷前，電量均勻分布在球體的外殼，金屬球可以等效為電量集中于球心的點電荷，但是，在P點放入電荷后，由于同種電荷排斥，使得金屬球上的電荷分布不再均勻，帶電的等效中心偏離球心，根據(jù)點電荷場強公式E＝keq\f(Q,r2)可得此時P點的電場發(fā)生變化，因此AB錯誤；當把電荷量為aq的點電荷放在P點時，電荷量越小，即a比1小的越多，球在P點的場強變化越小，當a?1時，點電荷可看做電量足夠小的試探電荷，故F的數(shù)值越接近于aqE0，D正確；考查了電場強度，對于產(chǎn)生電場的電源，要弄清楚是否是點電荷，非點電荷產(chǎn)生的電場會受到外放點電荷的影響。2．(淮北師范大學附中～學年高二上學期期中)如圖所示，質(zhì)量為m，帶正電的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當滑至豎直向下的勻強電場區(qū)時，滑塊的運動狀態(tài)為()A．繼續(xù)勻速下滑 B．將加速下滑C．減速下滑 D．上述三種情況都有可能發(fā)生答案：A解析：設斜面的傾角為θ，滑塊沒有進入電場時，根據(jù)平衡條件得：mgsinθ＝f，N＝mgcosθ，又f＝μN得mgsinθ＝μmgcosθ，即sinθ＝μcosθ當滑塊進入電場時，設滑塊受到的電場力大小為F，根據(jù)正交分解得(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ即受力仍平衡，所以滑塊仍做勻速運動，故選A。3．如圖，在場強為E的勻強電場中有一個質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細線上，當小球靜止時，細線與豎直方向成30°角，已知此電場方向恰使小球受到的電場力最小，則小球所帶的電量應為()A．eq\f(mg,E) B．eq\f(3mg,E)C．eq\f(2mg,E) D．eq\f(mg,2E)答案：D解析：由題意電場方向恰使小球受的電場力最小可知，E的方向與細線垂直，受力如圖。由平衡條件可得，eq\f(1,2)mg＝qE，q＝eq\f(mg,2E)，故D正確。4．(山東臨沂市部分高中～學年高二上學期聯(lián)考)某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N，以下說法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C．粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D．粒子在M點的動能小于它在N點的動能答案：ACD解析：根據(jù)電荷運動軌跡彎曲的情況，可以確定點電荷受電場力的方向沿電場線方向，故此點電荷帶正電，A選項正確。由于電場線越密，場強越大，點電荷受電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此點電荷在N點加速度大，C選項正確。粒子從M點到N點，電場力做正功，根據(jù)動能定理得此點電荷在N點動能大，故D選項正確。5．如圖中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，用EA、EB分別表示A、B兩處的場強大小，則()A．A、B兩點的場強方向相同B．電場線從A指向B，所以EA>EBC．A、B同在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA＝EBD．不知A、B附近的電場線分布狀況，EA、EB的大小不能確定答案：AD解析：根據(jù)電場線的物理意義，線上各點的切線方向表示該點的場強方向。因題中的電場線是直線，所以A、B兩點的場強方向相同，都沿著電場線向右；因為電場線的疏密程度反映了場強的大小，但由于題中僅畫出一條電場線，不知道A、B附近電場線的分布狀況，所以無法確定是EA>EB、EA<EB，還是EA＝EB。6.(宜昌一中、公安一中、沙市中學～學年高二上學期聯(lián)考)AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O。將電量分別為＋q和－q的兩點電荷放在圓周上，其位置關于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度為零，可在圓周上再放一個適當?shù)狞c電荷Q，則該點電荷()A．應放在A點，Q＝2q B．應放在B點，Q＝－2qC．應放在C點，Q＝－q D．應放在D點，Q＝q答案：CD解析：先將＋q、－q在O點產(chǎn)生的場強合成，因為＋q、－q與O點構成等邊三角形，可求出合場強E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如圖所示。欲使圓心O處的電場強度為零，所放置的點電荷Q在O點產(chǎn)生的場強方向必須水平向左，且大小也為E0。若在A點和B點放置點電荷Q，則它產(chǎn)生的場強只能沿豎直方向，達不到目的。若在C點放置點電荷Q，則必為負電荷，且Q＝－q，選項C對。若在D點放置點電荷Q，則必為正電荷，且Q＝q，選項D對。點評：電場強度的疊加符合矢量合成法則，多個點電荷形成的電場求合場強時，必須依照合適的步驟進行。如在本題中先對＋q、－q兩點電荷產(chǎn)生的場強求矢量和，其原因是兩個分場強大小相等，并互成120°，合場強大小等于分場強大小，方向沿角平分線方向。二、非選擇題7．電荷量為q＝1×10－4C的帶正電小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向且方向始終不變的電場，電場強度E的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系如圖所示。若重力加速度g取10m/s2(1)物塊的質(zhì)