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1、學(xué)業(yè)分層測評(三) 電場及其描述
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[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
1.下面的說法中不正確的是( )
A.電荷的周圍存在電場
B.電場是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴我們的感覺而存在的
C.電荷甲對電荷乙的電場力是電荷甲的電場對電荷乙的作用力
D.電場力是不相接觸的物體之間的作用力,這種相互作用不經(jīng)其他物質(zhì)便可直接進(jìn)行
【解析】 電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì),電荷間的相互作用力是通過電場進(jìn)行的,故A、B、C均正確,D不正確.
【答案】 D
2.在電場中某一點(diǎn)放一試探電荷q,它受到的靜電力為F,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E=,那么下列說法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號
2、:18152020】
A.若移去試探電荷,該點(diǎn)電場強(qiáng)度為0
B.若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為2E
C.若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為
D.若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E
【解析】 電場強(qiáng)度是根據(jù)試探電荷受力情況用比值的方法定義的,公式E=中,雖然有試探電荷的電荷量q,但更換試探電荷時,F(xiàn)與q的比值不變,電場強(qiáng)度由電場本身決定.
【答案】 D
3.如圖1-3-3所示是電場中某區(qū)域的電場線分布圖,A是電場中的一點(diǎn),下列判斷中正確的是( )
圖1-3-3
A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向左
B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向
3、向右
C.因A點(diǎn)無電場線,所以A點(diǎn)場強(qiáng)是零
D.正點(diǎn)電荷在A點(diǎn)受力向左
【解析】 由題圖可以看出,此電場中的電場線是一系列等間距的互相平行的直線,電場線均勻分布,方向相同,該電場中電場強(qiáng)度處處大小相等、方向相同,故A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向右,因此A、C錯,B對;根據(jù)電場強(qiáng)度方向的規(guī)定可知,正電荷在A點(diǎn)的受力方向向右,即與電場強(qiáng)度方向相同,而負(fù)電荷在A點(diǎn)受力向左,故D錯.
【答案】 B
4.如圖1-3-4甲所示,AB是一個點(diǎn)電荷形成的電場中的一條電場線,圖乙則是放在電場線上a、b處的試探電荷的電荷量與所受電場力大小間的函數(shù)圖象(F-q圖象),指定電場方向由A指向B為正方向,由此可以判定(
4、 )
【導(dǎo)學(xué)號:18152021】
圖1-3-4
A.場源可能是正電荷,位置在A側(cè)
B.場源可能是正電荷,位置在B側(cè)
C.場源可能是負(fù)電荷,位置在A側(cè)
D.場源可能是負(fù)電荷,位置在B側(cè)
【解析】 因放在a、b處的正電荷所受的電場力的方向均沿由A指向B的方向,故a、b處電場強(qiáng)度的方向均沿A指向B的方向,又由F=Eq可知,圖線的斜率對應(yīng)電場強(qiáng)度大小,故有Eb>Ea,由點(diǎn)電荷所形成的電場線的分布特點(diǎn)可知,場源電荷可能為負(fù)電荷,且位于B側(cè),D正確.
【答案】 D
5.圖1-3-5中實(shí)線是勻強(qiáng)電場的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上兩點(diǎn).若帶電粒
5、子在運(yùn)動過程中只受靜電力作用,下列判斷錯誤的是( )
圖1-3-5
A.帶電粒子帶負(fù)電荷
B.帶電粒子帶正電荷
C.帶電粒子所受靜電力方向與電場線方向相反
D.帶電粒子做勻變速運(yùn)動
【解析】 由圖可以看出,帶電粒子通過該電場區(qū)域時,不論是由a向b還是由b向a運(yùn)動,運(yùn)動軌跡都向左彎曲,表明帶電粒子所受靜電力方向與電場方向相反,帶電粒子應(yīng)帶負(fù)電.因帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受的靜電力是恒力,故運(yùn)動的加速度大小和方向不變,做勻變速曲線運(yùn)動.
【答案】 B
6.(多選)關(guān)于電場線的敘述,正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號:18152022】
A.沿著電場線的方向電場強(qiáng)度越來越小
B.
6、在沒有電荷的地方,任何兩條電場線都不會相交
C.電場線是人們假想的,用以形象表示電場的強(qiáng)弱和方向,客觀上并不存在
D.電場線是非閉合曲線,始于正電荷或無窮遠(yuǎn),終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷
【解析】 電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小,電場線越密的區(qū)域,電場強(qiáng)度就越大.在不同電場中沿著電場線的方向電場強(qiáng)度可能變大(如負(fù)點(diǎn)電荷的電場)、變小(如正點(diǎn)電荷的電場)、不變(如勻強(qiáng)電場),或更復(fù)雜,故A錯誤.如果兩條電場線相交,根據(jù)電場線的物理意義,則該點(diǎn)有兩個電場方向,而實(shí)際上電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向是唯一確定的,所以電場中任意兩條電場線不會在無電荷處相交,故B正確.電場線是一種物理模型,是為了形象描述電場而引入
7、的,不是實(shí)際存在的線,故C正確.靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn),終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷,電場線不是閉合曲線,故D正確.
【答案】 BCD
7.A、B為帶電荷量分別為+Q和-Q的兩個等量異種點(diǎn)電荷,c、d為A、B連線上的兩點(diǎn),且Ac=Bd,如圖1-3-6所示,關(guān)于c、d兩點(diǎn)間電場強(qiáng)度的情況是( )
圖1-3-6
A.由c到d電場強(qiáng)度由大變小
B.由c到d電場強(qiáng)度由小變大
C.由c到d電場強(qiáng)度不變
D.由c到d電場強(qiáng)度先變小后變大
【解析】 c、d兩點(diǎn)處于A、B兩異種點(diǎn)電荷所形成的疊加場,各點(diǎn)場強(qiáng)可由EA+EB表示,但計算起來較為繁雜,可借助電場線來描繪,如圖所示,從電場線分
8、布看,從c→d過程中電場線密→疏→密,因此電場強(qiáng)度先變小后變大.
【答案】 D
8.一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用,運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,它運(yùn)動的vt圖象如圖1-3-7所示,則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場分布情況可能是下圖中的( )
圖1-3-7
【解析】 由vt圖象知,負(fù)電荷由A到B速度越來越大,所以靜電力對電荷做正功,靜電力的方向與過A點(diǎn)場強(qiáng)方向相反,故A、D選項錯誤.由A向B運(yùn)動過程中加速度越來越大,故靜電力越來越大,電場線越來越密,C對,B錯.
【答案】 C
[能力提升]
9.(多選)如圖1-3-8所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在
9、這條線上有A、B兩點(diǎn),用EA、EB表示A、B兩處的場強(qiáng),則( ) 【導(dǎo)學(xué)號:18152023】
圖1-3-8
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=EB
C.電場線從A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近電場線的分布情況,EA、EB的大小不能確定
【解析】 由圖可知,A、B兩處的場強(qiáng)方向相同,A正確;但只有一條電場線,無法描述電場線分布的疏密程度,故無法比較EA、EB的大小,D正確,B、C均錯誤.
【答案】 AD
10.(多選)如圖1-3-9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,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域
10、時的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用,根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子( )
圖1-3-9
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)的動能Eka
11、功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Eka>Ekb,va>vb,同理可分析帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Eka>Ekb,va>vb,故選項C正確,D錯誤.
【答案】 BC
11.電荷量為Q1=3.0×10-10 C的負(fù)電荷,在電場中某點(diǎn)受到的電場力F=6.3×10-7 N,方向豎直向上,則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小為________N/C,場強(qiáng)方向?yàn)開_____;如果將負(fù)電荷Q1改換為Q2=6.0×10-10 C的正電荷,那么正電荷受到的電場力大小為________N;如果該點(diǎn)不放電荷,該點(diǎn)場強(qiáng)大小為________N/C.
【導(dǎo)學(xué)號:18152024】
【解析】 根據(jù)電場強(qiáng)度公式,E===2.
12、1×103 N/C,方向豎直向下,該點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向不隨該點(diǎn)電荷的改變而變化.電荷Q2在該點(diǎn)所受電場力為F=Q2E=6.0×10-10 C×2.1×103 N/C=1.26×10-6 N.
【答案】 2.1×103 豎直向下 1.26×10-6 2.1×103
12.在真空中O點(diǎn)放一個點(diǎn)電荷Q=+1.0×10-9 C,直線MN通過O點(diǎn),OM的距離r=30 cm,M點(diǎn)放一個試探點(diǎn)電荷q=+1.0×10-10 C,如圖1-3-10所示,求:
圖1-3-10
(1)q在M點(diǎn)受到的作用力;
(2)M點(diǎn)的場強(qiáng);
(3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng);
(4)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)哪點(diǎn)大?
(5)如果把Q換成-1.0×10-9 C的點(diǎn)電荷,情況又如何?
【解析】 (1)q在M點(diǎn)受到的電場力由庫侖定律可得
F=k=9.0×109× N
=1.0×10-8 N
方向由M指向N.
(2)M點(diǎn)的場強(qiáng)
E== N/C=100 N/C,
方向由M指向N.
(3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng)不變,場強(qiáng)與試探電荷q無關(guān).
(4)由E=k可知,離場源電荷Q越遠(yuǎn),E越小,由于rOMEN.
(5)若把Q換成-1.0×10-9 C的點(diǎn)電荷,各處的場強(qiáng)大小不變,但方向與原來相反.
【答案】 見解析
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