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1、高中物理 第一章《第3節(jié) 電場強(qiáng)度》課時(shí)精練 新人教版選修3-1
知識(shí)點(diǎn)
基礎(chǔ)
中檔
稍難
場弱
4、6、11
9
電場線特點(diǎn)
1、2、3
電場線應(yīng)用
5
7、10
電場力
8
12
1. 四種電場的電場線如圖所示.一正電荷q僅在靜電場力作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng),且加速度越來越大.則該電荷所在的電場是圖中的( )
答案:D
解析:由正電荷q僅在靜電力的作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng),故由M向N的方向?yàn)殡妶鼍€的方向,故B錯(cuò);加速度越來越大,即電場線越來越密,故A、C錯(cuò),D正確.
2. (多選)把質(zhì)量為
2、m的正點(diǎn)電荷Q在電場中從靜止釋放,在它運(yùn)動(dòng)過程中如果不計(jì)重力,下列表述正確的是( )
A.點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場線重合
B.點(diǎn)電荷的速度方向必定和所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致
C.點(diǎn)電荷的加速度方向必定與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致
D.點(diǎn)電荷的受力方向必與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致
答案:CD
解析:運(yùn)動(dòng)軌跡不一定與電場線重合,速度方向與軌跡相切,場強(qiáng)方向與電場線相切,故A、B錯(cuò)誤,C、D正確.
3. 如圖所示,B為線段AC的中點(diǎn),如果在A處放一個(gè)+Q的點(diǎn)電荷,測(cè)得B處的場強(qiáng)EB=48 N/C,則( )
A. EC=24 N/C
B. EC=12 N/C
C.
3、若要使EB=0,可在C處放一個(gè)-Q的點(diǎn)電荷
D. 把q=10-9 C的點(diǎn)電荷放在C點(diǎn),則其所受電場力的大小為6×10-9 N
答案:B
解析:由真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=知A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)場的疊加及點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)方向知,應(yīng)在C處放一等量同種電荷,C錯(cuò)誤;F=qEC=1.2×10-8 N,D錯(cuò)誤.
4. 在電場中的A、B兩處分別引入不同的試探電荷q,得到試探電荷所受的電場力隨電荷量變化的關(guān)系如圖所示,則( )
A.EA>EB
B.EA<EB
C.EA=EB
D.不能判定EA、EB的大小
答案:A
解析:根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=,電場強(qiáng)度與圖中圖線的斜率相對(duì)應(yīng),故E
4、A>EB,A項(xiàng)正確.
5. 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)( )
答案:D
解析:因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的,因此電場力的方向與速度方向的夾角應(yīng)大于90°,又質(zhì)點(diǎn)所帶的電荷是負(fù)電荷,場強(qiáng)方向應(yīng)與質(zhì)點(diǎn)受到的電場力方向相反,故選項(xiàng)D正確.
6. 在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B,A帶正電Q1,B帶負(fù)電Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小,則在x軸上( )
A.E1=E2之點(diǎn)只有一處;該點(diǎn)電場強(qiáng)度矢量和為0
B.E1=E2之點(diǎn)共有
5、兩處;一處電場強(qiáng)度矢量和為0,另一處電場強(qiáng)度矢量和為2E2
C.E1=E2之點(diǎn)共有三處;其中兩處電場強(qiáng)度矢量和為0,另一處電場強(qiáng)度矢量和為2E2
D.E1=E2之點(diǎn)共有三處;其中一處電場強(qiáng)度矢量和為0,另兩處電場強(qiáng)度矢量和為2E2
答案:B
解析:設(shè)兩電荷連線長為L,E1=E2的點(diǎn)離B的距離為x,由點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度E=k知,當(dāng)點(diǎn)在A、B連線外側(cè)時(shí),k=k,解得x1=(+1)L,此處兩電場反向,電場強(qiáng)度矢量和為零.當(dāng)點(diǎn)在連線之間時(shí),k=k,解得x2=(-1)L,此處兩電場同向,E=2E2,所以本題選項(xiàng)B正確.
7. (多選)如圖所示是一簇未標(biāo)明方向、由單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是
6、一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力作用,根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子( )
A.電性與場源電荷的電性相同
B.在a、b兩點(diǎn)所受電場力大小Fa>Fb
C.在a、b兩點(diǎn)的速度大小va>vb
D.在a、b兩點(diǎn)的動(dòng)能Ea
7、力做負(fù)功,帶電粒子的動(dòng)能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可分析帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)也有Ea>Eb,va>vb,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
8. 帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置,其中心處有一電子,若電子某時(shí)刻以初速度v0從圓環(huán)中心處水平向右運(yùn)動(dòng),則此后電子將( )
A. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C. 以圓環(huán)中心為平衡位置振動(dòng)
D. 以上答案均不對(duì)
答案:C
解析: 由電場強(qiáng)度疊加原理易知,把帶電圓環(huán)視作由無數(shù)個(gè)點(diǎn)電荷組成,則圓環(huán)中心處的場強(qiáng)為0,v0所在直線的無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為0,故沿v0方向從圓環(huán)中心到無窮遠(yuǎn)處的直線上必有一點(diǎn)場強(qiáng)最大.從O
8、點(diǎn)沿v0方向向右的直線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向處處向右.再由對(duì)稱性知,沿v0方向所在直線上的O點(diǎn)左方也必有一點(diǎn)場強(qiáng)最大,無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)為零,方向處處向左.故電子在帶電圓環(huán)所施加的電場力作用下將向右減速至零,再向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)處時(shí),速度大小仍為v0,并向左繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至速度也為零(這點(diǎn)與O點(diǎn)右方的速度為零處關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱),然后往復(fù)運(yùn)動(dòng).在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電場力是個(gè)變力,故加速度也是變化的.
9. 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
9、
答案:D
解析:正方體每個(gè)面上有對(duì)稱分布的四個(gè)電荷.根據(jù)對(duì)稱性可以作出判斷:體中心和各面中心各點(diǎn)場強(qiáng)一定為零.而各邊中點(diǎn)場強(qiáng)疊加時(shí)不為零,故A、B、C均錯(cuò),D正確.
10. [xx·咸寧高二檢測(cè)]一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場力作用,沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖所示,則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布情況可能是( )
答案:C
解析:由速度-時(shí)間圖象可知,負(fù)電荷做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng),再由電場線的分布特點(diǎn)可知C選項(xiàng)正確.
11. [xx·海南高考]N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球,均勻分布在半徑為R的圓周上,如圖所示.若移去位于
10、圓周P點(diǎn)的一個(gè)小球,則圓心O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為________,方向________.(已知靜電力常量為k)
答案:k 沿OP指向P
解析:位于P點(diǎn)的帶電小球在圓心O處的電場強(qiáng)度大小為E1=k,方向沿PO指向O;N個(gè)小球在O點(diǎn)處電場強(qiáng)度疊加后,合場強(qiáng)為零;移去P點(diǎn)的小球后,則剩余N-1個(gè)小球在圓心O處的電場強(qiáng)度與P點(diǎn)的小球在圓心O處的電場強(qiáng)度等大反向,即E=E1=k,方向沿OP指向P.
12. 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(qǐng)問:
(1)小球帶電荷量是多少?
(2)若剪斷絲線,小球碰到金屬板需多長時(shí)間?
答案:(1) (2)
解析:(1)由于小球處于平衡狀態(tài)知小球帶正電,對(duì)小球受力分析如圖所示
FTsinθ=qE①
FTcosθ=mg②
由得tanθ=,
故q=.
(2)由第(1)問中的方程②知FT=,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)絲線對(duì)小球的拉力大小相等,故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于.小球的加速度a==,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)碰到金屬板上時(shí),它的位移為x=,又由x=at2,得t===.