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2019-2020年高二物理 第13單元45分鐘過關檢測（訓練22 電場 電場強度）（有解析） 大綱人教版第二冊 基礎鞏固站起來，拿得到！ 1.電場中有一點P，下列說法中正確的是（ ） A.若放在P點的電荷的電荷量減半，則P點處場強減半 B.若P點沒有檢驗電荷，則P點的場強為零 C.P點的場強越大，則同一電荷在P點受到的電場力越大 D.P點的場強方向與該點放置檢驗電荷的帶電性質有關 答案：C 解析：為了知道電場中某點的場強，我們可以把一個檢驗電荷放于該點，其受到的電場力F與自身電荷量q的比值可反映該點電場的強弱，但這個比值對這一點來講是個定值，即該點的場強由電場本身決定，與檢驗電荷大小、正負、有無都無關系.所以A、B選項錯誤. 選項C考查電場力公式F=Eq，當q一定時，E越大，F(xiàn)就越大. 選項D考查場強方向的判定.判斷某點場強方向，我們可以在該點放置帶正電或負電的檢驗電荷，分析出檢驗電荷受力方向，再確定該點場強方向.其實該點場強方向與檢驗電荷的正負、有無都無關系.所以D選項錯誤. 2.在由一個點電荷產生的電場中，在離該點電荷距離為r的一點上，電荷量為q的檢驗電荷所受電場力為F，則離該點電荷距離為r處的場強大小為（ ） A.F/q B.Fr02/qr2 C.F0/qr D.Fr02/qr 答案：B 解析：由庫侖定律F=k有：Q= Q在r處場強大小E===，故B對. 3.下面關于電場線的論述正確的是（只考慮電場） …（ ） A.電場上任一點的切線方向就是點電荷在該點運動的方向 B.電場線上任一點的切線方向就是正電荷在該點的加速度方向 C.電場線彎曲的地方是非勻強電場，電場線為直線的地方是勻強電場 D.只要初速度為零，正電荷必將在電場中沿電場線方向運動 答案：B 解析：電場線是一組形象描述電場強弱和方向的假想曲線.電場線上任一點的切線方向是正電荷在該點所受電場力的方向，只考慮電場時即其加速度方向，但不一定是其運動方向,只有電場線為直線且?guī)щ娏Ｗ映跛俣葹榱慊虺跛俣确较蚺c場強方向平行時，其軌跡才與電場線重合，一般情況下電荷是不能沿電場線方向運動的.只有均勻分布的平行直線的電場線才是勻強電場.故選B. 4.在孤立的點電荷的電場中，下列說法正確的是……（ ） A.電場中電場線越密的地方場強越強 B.不存在兩條平行的電場線 C.找不到兩個電場強度完全相同的點 D.沿著電場線的方向場強越來越小 解析：孤立的點電荷的電場，其電場線是以點電荷為中心的輻射狀的直線，則A、B、C對.但對正點電荷和負點電荷，其電場線的指向正相反，對負點電荷形成的電場，沿電場線方向場強越來越大，故D錯. 5.兩個固定的異號點電荷，電荷量給定但大小不等，用E1和E2分別表示兩個點電荷產生的電場強度的大小，則在通過兩點電荷的直線上，E1=E2的點（ ） A.有三個，其中兩處合場強為零 B.有三個，其中一處合場強為零 C.只有兩個，其中一處合場強為零 D.只有一個，該處合場強不為零 答案：C 解析：E1和E2分別表示兩個點電荷產生的電場強度的大小，分析討論時顯然要用到點電荷產生的電場強度公式E=k,q1和q2把直線分為三個區(qū)間，所以，我們可以按這三個區(qū)間分別討論. 設兩個異號電荷的電荷量分別為q1、q2,且q1>q2,如圖所示，按題意可分三個區(qū)間討論. ①直線上q1的外側，任何一點到q1和q2的距離r1q2，由E=k,可知E1>E2,不存在E1=E2的點. ②在q1與q2之間的連線上，離q2較近（即r1>r2）處存在一點，使得k=k. 即E1=E2.兩點電荷在該點處產生的場強方向相同，合場強為2E1或2E2. ③直線上q2的外側，r1>r2,q1>q2，根據(jù)E=k，可知E1和E2有可能相等，但方向相反，合場強為零. 6.如圖所示，點電荷Q產生的電場中有一a點，現(xiàn)在在a點放一電荷量為q=+210-8 C的檢驗電荷，它受到的電場力為7.210-5 N，方向水平向左.則： （1）點電荷Q在a點產生的場強大小為E=____________，方向____________. （2）若在a點換上另一帶電荷量為q′=-410-8 C的檢驗電荷，它受到的電場力大小為_________________，方向為___________________；此時點電荷Q在a點產生的場強大小為E=__________________. （3）若將檢驗電荷從a點移走，則a點的場強大小為____________________. 答案：（1）3.6103 N/C 方向向左 （2）-14.410-5 N 水平向右 3.6103 N/C (3)3.6103 N/C[] 解析：根據(jù)電場強度的定義式：E=可得：E= N/C=3.6103 N/C，電場的方向與正電荷在該處受力方向一致，所以其方向為：水平向左. （2）a點的電場是由點電荷Q產生的，因此此電場的分布由電荷Q來決定，只要Q不發(fā)生變化，a點的場強就不發(fā)生變化，與有無試探電荷以及試探電荷的電性無關. 由E=得： F=Eq=3.6103(-4)10-8 N=-14.410-5 N，[Z#xx#k] 方向水平向右. （3）電場強度不變. 7.在勻強電場中，將一質量為m、帶電荷量為q的小球由靜止釋放，其運動軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為θ.則電場強度的最小值應____________. 答案：mgsinθ/q 解析：依題意，小球所受合外力必與直線重合，欲使電場強度最小，則受力分析如圖： qEmin=mgsinθ Emin=mgsinθ/q. 8.如圖所示，A、B兩個帶電小球可看成點電荷，用兩根等長的絕緣細線懸掛起來，在水平方向的勻強電場作用下，A、B保持靜止，懸線都沿豎直方向.已知QA=1.010-8 C,A、B相距3 cm，則該電場的場強為____________，方向為____________. 答案：1.0105 N/C 水平向左 解析：依題意，A、B均靜止，A帶正電荷，則B必帶負電荷，且所加勻強電場的方向為水平向左. qAE=k=qBE E=kqA/r2=9.01091.010-8/(0.03)2 N/C=1.0105 N/C. 能力提升踮起腳，抓得住！ 9.一個單擺的擺球質量為m，擺球帶有電荷量為q的負電荷，在沒有電場時，單擺做簡諧運動，周期為T.若在擺動過程中，突然在單擺周圍加一個場強大小為mg/q、方向豎直向下的勻強電場，則擺球的運動可能變?yōu)椋? ） A.靜止不動 B.勻速直線運動 C.圓周運動 D.周期小于T的簡諧運動 答案：AC 解析：突然加一大小為mg/q、方向豎直向下的勻強電場，對負電荷q有：mg=qE，若此時單擺的速度為零，則擺球在此平衡力作用下靜止不動；若此時單擺有速度，則擺球將在繩的張力作用下做圓周運動.故選A、C. 10.把質量為M的正點電荷放在電場中無初速度釋放，電荷只受電場力作用，則以下說法正確的是（ ） A.點電荷的運動軌跡一定和電場線重合 B.點電荷的速度方向總是與所在處的電場線方向一致 C.點電荷的加速度方向總是與它所在處的電場線的切線方向重合 D.點電荷將沿電場線切線方向拋出，做拋物線運動 答案：C 解析：僅當電場線為直線、電荷的初速度為零或者初速度方向和場強方向在一條直線上，且只受電場力時，點電荷的加速度方向才與電場線的切線方向重合. 11.如圖所示，A為帶正電荷Q的金屬板，沿金屬板的垂直平分線、在距板r處放一質量為m、電荷量為q的小球，小球受水平向右的電場力偏轉θ角而靜止，小球用絕緣絲線懸掛于O點.試求小球所在處的電場強度. 答案：E=,方向水平向右 解析：分析小球的受力如圖所示，由平衡條件得 F=mgtanθ，且小球帶正電. 所以，小球所在處的電場強度E==. 小球帶正電荷，因此電場強度方向水平向右. 拓展應用跳一跳，夠得著！ 12.如圖所示，M、N為兩個等量同種電荷，在其連線的中垂線上的P點放一個靜止的點電荷q（負電荷），當把該點電荷釋放，它只在電場力作用下運動時，下列說法正確的是（ ） A.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越大，速度越來越大 B.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越小，速度越來越大 C.點電荷運動到O點時加速度為零，速度達最大值 D.點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度為零 答案：C 解析：要判斷點電荷q由P到O過程中，加速度和速度的變化情況，必須先分析q所受電場力的變化情況，也即要分析清楚MN中垂線上場強的變化情況.此題我們若采用解析的辦法判斷場強的變化將會非常繁雜，其實只要分析判斷出幾個特殊點的場強情況，問題即可得解. 由于M、N為兩個等量同種電荷，O點的場強為零，又距O無限遠的地方場強也為零，而中垂線上其他點的場強不會為零；顯然，沿中垂線從O到無限遠，存在一場強最大的點，場強必先增大后減小.若點電荷的初始位置在場強最大點的下方，負的點電荷q由P到O的過程中，加速度一直減小，到達O點時加速度為零，速度達最大值；若負的點電荷q的初始位置在場強最大點的上方，它由P向O運動的過程中，加速度先增大后減小，速度一直增大，到達O點時速度最大，所以，選項C對，A、B錯.當負電荷q越過O點后，由電場分布的對稱性可知,q所受電場力和運動的加速度有可能先增大后減小，選項D錯.綜上所述，本題的正確選項為C. 13.研究表明：地球表面的電場強度不為零.設地球表面電場強度的平均值為E（N/C），則地球表面每平方米所帶電荷量為多少？（靜電力常量為k） 答案：q=（C/m2) 解析：乍看起來，此題似乎不可想象，已知電場強度E，求電荷量問題，本節(jié)只涉及到兩個公式：一是點電荷產生的電場的場強公式E=k;二是電場強度的定義式.本題既不是點電荷的電場，也不存在試探電荷q，看起來用常規(guī)的思維方法似乎行不通.不妨設想地球是個規(guī)則球體，地球表面所帶的電荷是均勻分布的，則地球可以看作是一個孤立的帶電球體.這時，地球外面（包括地球表面）的電場，可以等效為一個點電荷在該區(qū)域所形成的電場，這個點電荷位于地球球心處，點電荷所帶電荷量與地球表面所帶的電荷量相等，那么，地球表面處的電場強度就等于這個點電荷在該處所產生電場的電場強度，基于以上分析，我們可作如下解答. 設地球表面所帶電荷量為Q，地球半徑為R，則地球表面處的電場強度為E=k，得Q= 所以地球表面上每單位面積上的電荷量為q== C/m2 在解該題時注意應用“等效”思想. 14.在真空中O點放一個點電荷Q=+1.010-9 C，直線MN通過O點，OM的距離r=30 cm,M點放一個點電荷q=-1.010-10 C,如圖所示.求： （1）q在M點受到的作用力； （2）M點的場強. 答案：（1）1.010-8 N，沿MO指向Q （2）1.0102 N/C，沿OM連線指向N 解析：（1）由庫侖定律可得q在M點受到的作用力大小為： F=k=9109 N=1.010-8 N， 方向沿MO指向Q. （2）M點的場強E== N/C=1.0102 N/C，方向沿OM連線指向N.其實E的大小也可以由電場強度的定義式E=k求得.