部编版2020年高中物理课时跟踪检测三电场电场强度和电场线教科版选修346
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电场 电场强度和电场线一、选择题1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电荷量为q ,受到的电场力为F ,则该点的电场强度为E =Eq,下列说法正确的是( ) A .若移去检验电荷,则该点的电场强度为0B .若检验电荷的电荷量变为4q ,则该点的场强变为4EC .若放置到该点的检验电荷变为-2q ,则场中该点的场强大小不变,但方向相反D .若放置到该点的检验电荷变为-2q ,则场中该点的场强大小、方向均不变解析:选D .电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定,与放入该点的检验电荷无关,与在该点是否放检验电荷无关,故选D .2. 如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹.a 、b 是轨迹上两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,则由此图可作出正确判断的是( )A .带电粒子带负电荷B .带电粒子带正电荷C .带电粒子所受电场力的方向向左D .带电粒子做匀变速运动解析:选ACD .由运动轨迹的弯曲特点可知,带电粒子受水平向左的电场力作用,故粒子带负电,由于粒子在匀强电场中运动,则粒子受电场力是恒定的,可知粒子运动的加速度大小不变.3.一负电荷从电场中A 点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B 点,它运动的速度—时间图像如图所示,则A 、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是( )解析:选C .由速度—时间图像可知,负电荷做加速度逐渐增大的加速运动,再由电场线的分布特点可知C 选项正确.4.(湖北武汉二中高二检测)图中a 、b 是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q 1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧( )A .Q 1、Q 2都是正电荷,且Q 1<Q 2B .Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>|Q 2|C .Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且|Q 1|<Q 2D .Q 1、Q 2都是负电荷,且|Q 1|>|Q 2|解析:选ACD .由电场的叠加原理可知,P 点场强应是Q 1、Q 2的合场强,P 是中垂线的一点,P 到Q 1、Q 2的距离相等,故Q 1、Q 2在P 点的场强大小和它们的带电荷量有关,电荷量越大,场强越大,分别作出以上四种情况下的矢量图,就很容易得到答案,如图所示.5.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3q R2B .k 10q 9R 2C .kQ +qR 2D .k 9Q +q 9R2解析:选B .本题应从点电荷产生的电场和电场的叠加角度解决问题.已知a 处点电荷和带电圆盘均在b 处产生电场,且b 处场强为零,所以带电圆盘在b 处产生的电场场强E 1与q 在b 处产生的电场场强E ab 等大反向,即E 1=E ab =kq R2,带电圆盘在d 处产生的电场场强E 2=E 1且方向与E 1相反,q 在d 处产生的电场场强E ad =kq (3R )2,则d 处场强E d =E 2+E ad =kq R 2+kq9R 2=k 10q9R2,选项B 正确.6.(·江西吉水中学月考)如图所示A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的电荷量为-q 外,其余各点处的电荷量均为+q ,则圆心O 处( )A .场强大小为kq r 2,方向沿OA 方向B .场强大小为kq r 2,方向沿AO 方向C .场强大小为2kqr 2,方向沿OA 方向D .场强大小为2kqr2,方向沿AO 方向解析:选C .在A 处放一个-q 的点电荷与在A 处同时放一个+q 和-2q 的点电荷的效果相当,因此可以认为O 处的场是五个+q 和一个-2q 的点电荷产生的场合成的,五个+q 处于对称位置上,在圆心O 处产生的合场强为0,所以O 点的场强相当于-2q 在O 处产生的场强.故选C .7.(2013·高考海南卷)如图,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零,且PR =2RQ .则( )A .q 1=2q 2B .q 1=4q 2C .q 1=-2q 2D .q 1=-4q 2解析:选B .由R 处场强为零可知两点电荷在该处所产生的场强必是等大反向,即两点电荷必带有同种电荷,由E =k Q r 2有kq 1PR 2=k q 2QR 2,可得q 1=4q 2,B 正确.8.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过,电子的重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是( )A .先变大后变小,方向水平向左B .先变大后变小,方向水平向右C .先变小后变大,方向水平向左D .先变小后变大,方向水平向右 解析:选B .等量异种电荷的电场线分布如图甲所示,由图中电场线的分布可以看出,从A 到O ,电场线由疏到密;从O 到B ,电场线由密到疏,所以从A →O →B ,电场强度应由小变大,再由大变小,而电场强度的方向沿电场线的切线方向,为水平向右,如图乙所示.由于电子处于平衡状态,所受的合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子所受的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A →O →B 过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平向右,其大小先变大后变小,所以选项B 正确.9.(·温州中学高二检测)如图所示,在场强为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上,当小球静止时,细线与竖直方向成30°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电荷量应为( )A .mg EB .3mg EC .2mg ED .mg2E解析:选D .由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知,E 的方向与细线垂直,受力如图.由平衡条件可得12mg =qE ,q =mg2E,故D 正确.☆10. 如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,根据此图可以作出正确判断的是( )A .带电粒子的电性B .带电粒子在a 、b 两点的受力方向C .带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D .带电粒子在a 、b 两点的动能何处较大解析:选BCD .首先结合电场线和运动轨迹判断出带电粒子所受的电场力沿电场线指向凹侧,从而可以确定带电粒子若由a 运动到b ,电场力做负功,动能减小,速度相应减小;若由b 运动到a ,电场力做正功,动能增加,速度增加,因此不管粒子是从a 到b 还是从b 到a 都有在a 点动能大于在b 点动能,在a 点的速度大于在b 点的速度,B 、C 、D 正确,但不知场源电荷电性,所以带电粒子的电性不能确定,A 项错.二、非选择题11.(·成都外国语学校高二检测)如图所示,空间中A 、B 、C 三点的连线恰构成一直角三角形,且∠C =30°,AB =L ,在B 、C 两点分别放置一点电荷,它们的电量分别是+Q 与-Q (静电力常量为k ).求斜边AC 的中点D 处的电场强度.解析:连接BD ,三角形ABD 为等边三角形,可得BD =CD =AB =L .点电荷+Q 与-Q 在D 处产生的场强大小均为E 1=k Q L2,方向如图所示,二者之间夹角大小为60°.据电场的叠加原理可知,D 处的电场强度为这两个场强的矢量和,可解得E =2E 1cos 30°=2×kQL 2×32=3kQL 2,方向水平向右. 答案:3kQL2,方向水平向右☆12.如图所示,相距为2d 的A 和B 两点上固定着等量异种的两个点电荷,电荷量分别为+Q 和-Q .在AB 连线的中垂线上取一点P ,垂足为O ,∠PAO =α,求:(1)P 点场强的大小和方向;(2)α为何值时,场强最大?最大值为多少?解析:(1)如图所示,P 点场强是正、负点电荷在P 点产生场强的矢量和. 由E =k Q r2得E P =2E cos α=2k Q(d /cos α)2cos α=2kQ d2cos 3α,方向水平向右. (2)由上式表明当α=0时,得:E P (max)=2kQd2,方向水平向右.答案:(1)2kQ d2cos 3α,方向水平向右(2)02kQ d2。
积盾市安家阳光实验学校课时跟踪训练(三) 电场 电场强度A 级—学考达标1.一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F ,这点的电场强度为E ,在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )解析:选D 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决,与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关,A 、B 错误;检验电荷在该点受到的电场力F =Eq ,F 与q 成正比,C 错误,D 正确。
2.关于电场强度的概念,下列说法正确的是( )A .由E =Fq可知,某电场的电场强度E 与q 成反比,与F 成正比B .电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关C .正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点电场方向与放入试探电荷的正负有关D .电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度于零解析:选B E =Fq是电场强度的义式,某电场的电场强度E 与试探电荷的电荷量q 、试探电荷受的电场力F 无关,故A 错误。
电场中某一点的电场强度取决于电场本身,与放入该点的试探电荷的正负无关,故B 正确。
电场中某一点电场方向与正试探电荷受到的电场力方向相同,与负试探电荷受到的电场力方向相反;正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反;则某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负无关,故C 错误。
某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故D 错误。
3.关于电场强度,下列说法正确的是( )A .在以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点的电场强度都相同B .正电荷周围的电场强度一比负电荷周围的电场强度大C .若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场强度方向仍向右D .电荷所受到的静电力很大,说明该点的电场强度很大解析:选C 电场强度是矢量,在以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点的电场强度大小是相同的,但是方向不同,所以不能说电场强度相同,选项A 错误;判某处场强大小的方法是在该处放置一试探电荷,根据E =Fq来比较,与产生电场的场源电荷的正负没有关系,选项B 错误;电场强度的方向与试探电荷无关,选项C 正确;电荷所受的静电力很大,由E =Fq可知,若q 也很大时,该点的电场强度不大,选项D 错误。
课时跟踪检测(三) 电场 电场强度和电场线1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是( )A .牛顿B .伽利略C .法拉第D .阿基米德 解析:选 C 电场线是由英国物理学家法拉第首先提出用来形象描述电场的,故C对。
2.下列关于电场的叙述中正确的是( )A .以点电荷为圆心,r 为半径的球面上,各点的场强都相等B .正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C .取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零D .试探电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场的方向不一定相同 解析:选D 以点电荷为圆心的球面,各点场强方向不同,A 错;没有限定条件的情况下,无法比较电荷周围场强的大小,B 错;电场中某点的场强与试探电荷无关,C 错;正电荷受电场力的方向与场强方向相同,负电荷则相反,D 正确。
3.下列关于电场强度的说法中,正确的是( )只适用于真空中点电荷产生的电场F q=E .公式A 与试探电荷在电场中该点所受的电场E 可知,电场中某点的电场强度F q=E .由公式B 力成正比Q1r2k 处的场强大小;而1Q 产生的电场在点电荷2Q 是点电荷Q2r2k 中,Q1Q2r2k =F .在公式C 处的场强的大小2Q 产生的电场在点电荷1Q 是点电荷 可达无穷大E ,电场强度→0)r (可知,在离点电荷非常近的地方kQ r2=E .由公式D 错误;电场中某点的A 适用于任何电场,故选项F q=E 电场强度的定义式 C 解析:选电场强度由电场本身决定,与电场中该点是否有试探电荷或引入的试探电荷所受的电场力时,→0r 算式,当是点电荷产生的电场中某点场强的计kQ r2=E 错误;公式B 无关,故选项所谓的“点电荷”已不存在,该公式不再适用,故选项D 错误。
应选C 。
4.某电场的电场线如图1所示,仅受电场力作用的同一点电荷分别运动到图中所给的)(,由图可知N a 和M a 上,点电荷的加速度大小为N 、M图1N a >M a .AN a <M a .B Na =M a .C 的大小N a 和M a .无法比较D 解析:选A 由电场线的分布可知,电场线在M 点较密,所以在M 点的电场强度大,点电荷在M 点时受到的电场力大,所以由牛顿第二定律可知点电荷在M 点加速度大,故A正确,B 、C 、D 错误。
A 级一学考达标错误,D 正确。
2•关于电场强度的概念,下列说法正确的是( )A . 由 E = £可知,某电场的电场强度E 与q 成反比,与B .电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关C .正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点电场方向与放 入试探电荷的正负有关D •电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度等于零 解析:选BE =已是电场强度的定义式,某电场的电场强度E 与试探电荷的电荷量 q 、q试探电荷受的电场力 F 无关,故A 错误。
电场中某一点的电场强度取决于电场本身,与放 入该点的试探电荷的正负无关,故B 正确。
电场中某一点电场方向与正试探电荷受到的电场力方向相同,与负试探电荷受到的电场力方向相反;正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反;则某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负无关,故 C 错误。
某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故D 错误。
3•关于电场强度,下列说法正确的是( )A .在以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点的电场强度都相同B .正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C .若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场 强度方向仍向右D .电荷所受到的静电力很大,说明该点的电场强度很大课时跟踪训练(三)电场电场强度1 .一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F ,这点的电场强度为 E ,在下图中能解析:选D 其所受电场力无关,电场中某点的电场强度由电场本身的性质决与放入该点的检验电荷及 A 、B 错误;检验电荷在该点受到的电场力F = Eq , F 与q 成正比,C成正比正确反映q 、E 、F )1;解析:选C 电场强度是矢量,在以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的电场强度大小是相同的,但是方向不同,所以不能说电场强度相同,选项 A 错误;判定某处场强大小的方法是在该处放置一试探电荷,根据E =F 来比较,与产生电场的场源电荷的正负没 q有关系,选项 B 错误;电场强度的方向与试探电荷无关,选项 C 正确;电荷所受的静电力很大,由E =牙可知,若q 也很大时,该点的电场强度不大,选项D 错误。
高中物理必修第三册课时同步检测—电场电场强度(含解析)一、单选题1.如图所示,—个质量为30g 、带电荷量为81.710--⨯C 的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中,电场线与水平面平行。
当小球静止时,测得悬线与竖直方向夹角为30°,则匀强电场方向和大小为(g 取10m/s 2)()A .水平向右,5×106N/CB .水平向右,1×107N/C C .水平向左,5×106N/CD .水平向左,1×107N/C【答案】B 【解析】电场力水平向左,但电荷带负电,负电荷电场力方向与电场线方向相反,故电场强度方向向右。
如图由平衡条件sin 30T qE ︒=,cos30T mg︒=解得7tan 30 1.010N /C mg E q︒==⨯故B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.如图所示,三根均匀带电的等长绝缘棒组成等边三角形ABC ,P 为三角形的中心,当AB 、AC 棒所带电荷量均为+2q ,BC 棒带电荷量为-2q 时,P 点场强大小为E ,现将BC 棒取走,AB 、AC 棒的电荷分布不变,则取走BC 棒后,P 点的场强大小为()A .4EB .3EC .2ED .E【答案】C【解析】因为三根棒带电量一样,P 点位于正三角形中心,所以三根棒在P 点产生的场强大小一样,设每根棒产生的场强大小为E ',则有2E E'=取走BC 棒后,P 点的场强大小为E E '''=解得2EE ''=故选C 。
3.如图所示,在点电荷Q 产生的静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下依次通过a 、b 、c 三个位置,其中b 点距电荷Q 最近,c 点距电荷Q 最远。
下列说法正确的是()A .该粒子一定带正电B .b 点的电势一定比a 、c 两点的电势高C .粒子通过c 点时的动能小于通过b 点时的动能D .粒子通过b 点时的加速度大于通过a 点时的加速度【答案】D【解析】A .由于场源电荷的电性不清楚,则无法确定粒子的电性,故A 错误;B .由于场源电荷的电性不清楚,无法确定各点的电势高低,故B 错误;C .根据做曲线运动规律可知,场源电荷与粒子电性相同,粒子从b c →电场力做正功,动能增大,即粒子通过c 点时的动能大于通过b 点时的动能,故C 错误;D .由公式2Q E k r =可知,b 点的场强更,粒子受到的电场力更大,由牛顿第二定律可知,粒子在b 点加速度大于a 点的加速度,故D 正确。
课时检测(四十) 电场强度、电场线(双基落实课) 1.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。
其中a、b两点电场强度相同的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点解析:选B由题图知,甲图中与点电荷等距的a、b两点,电场强度大小相等、方向不同,选项A错误;对乙图,根据对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同,选项B正确;对丙图,根据对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等、方向相反,选项C错误;对丁图,由电场线的疏密可知E b>E a,选项D错误。
2.检验电荷在电场中某点受到的电场力为F,该点的电场强度为E,下列图中能正确反映q、E、F三者关系的是()解析:选D电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关,A、B错误;检验电荷在该点受到的电场力F=Eq,F正比于q,C 错误,D正确。
3.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右;当放入负电荷时受到的电场力方向向左,则下列说法中正确的是()A.当放入正电荷时,该点场强方向向右;当放入负电荷时,该点场强方向向左B.该点场强方向一定向右C.该点场强方向一定向左D.该点场强方向可能向右,也可能向左解析:选B电场中某一点的电场方向取决于电场本身,其方向与放在该点的正电荷所受电场力方向一致,与负电荷所受电场力方向相反,故只有B 正确。
4.如图所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有a 、b 两点,a 点的场强大小为E a ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成30°角。
关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系,下列结论正确的是( )A .E a =E b 3B .E a =3E bC .E a =33E bD .E a =3E b解析:选D 由题图及几何关系可知,r b =3r a ,再由E =k Q r2可得E a E b =r b 2r a 2=31,故D 正确。
课时跟踪检测(三)电场 电场强度A 组—重基础·体现综合1.关于电场强度的概念,下列说法正确的是( )A .由E =F q 可知,某电场的电场强度E 与q 成反比,与F 成正比B .电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关C .正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负有关D .电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度等于零解析:选B E =F q是电场强度的定义式,某电场的电场强度E 的大小和方向都取决于电场本身,而与试探电荷的电荷量q 、试探电荷受到的电场力F 无关,故A 、C 错误,B 正确;某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故D 错误。
2.下列关于电场线的说法中正确的是( )A .电场线是从正电荷(或无穷远)出发到无穷远(或负电荷)终止的不封闭曲线B .电场线上任何一点的切线方向总是与置于该点的点电荷的受力方向一致C .沿着电场线方向电场强度逐渐减小D .沿着电场线方向电场强度逐渐增大解析:选A 根据电场线定义可知,电场线是从正电荷(或无穷远)出发到无穷远(或负电荷)终止的不封闭曲线,故A 正确; 电场线上任何一点的切线方向是电场强度方向,总是与置于该点的正点电荷的受力方向一致,与负点电荷受力方向相反,故B 错误;电场线的疏密代表电场强度的大小,与电场线方向无关,故C 、D 错误。
3.取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心,将蓖麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀。
用起电机使铜球带电时,铜球周围的头发碎屑会呈现如图1所示的发散状图样。
下列说法正确的是( )A .电场线是真实存在的B .发散状的黑线是电场线 图1C .带电铜球周围存在着电场D .只在发散状的黑线处存在着电场解析:选C 电场可以用电场线来描述,电场线是人为设想出来的,其实并不存在,故A 、B 错误;电场是电荷或变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质,只要有电荷,就一定有电场,故C 正确;发散状的黑线,能描述出电场的分布,没有黑线处,也存在电场,故D 错误。
课时跟踪检测(四)电势能电势与电势差1.(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析:选AD根据电场强度与电势的关系解题。
电场线(电场强度)的方向总是与等电势面垂直,选项A正确。
电场强度和电势是两个不同的物理量,电场强度等于零的地方,电势不一定等于零,选项B错误。
沿着电场线方向,电势不断降落,电势的高低与电场强度的大小无必然关系,选项C错误。
电场线(电场强度)的方向总是从高的等电势面指向低的等电势面,而且是电势降落最快的方向,选项D正确。
2.下列说法正确的是()A.A、B两点的电势差,等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分C.电场力做功跟移动电荷的路径无关,但电势差跟移动电荷的路径有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB=U BA解析:选B由电势差的定义可知A项错误。
从电势差的特性可知电势差是标量,有正负之分,B项正确。
从电场力做功的特性及电势差的定义可知两点间电势差只与两点的位置有关,C项错误。
由U AB=φA-φB=-(φB-φA)=-U BA,故D项错误。
3.(多选)a、b为电场中的两点,且a点电势高于b点,则可知()A.把负电荷从a点移到b点静电力做负功,电势能增加B.把正电荷从a点移到b点静电力做正功,电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷,电荷的电势能都要减少D.无论是否有电荷移动,a点电势能总是大于b点的电势能解析:选AB正电荷在电势越高的地方具有的电势能越大,而负电荷在电势越高的地方具有的电势能越小。
可知正电荷从a移到b电势能减小,负电荷从a移到b电势能增加。
无论正电荷还是负电荷,静电力做正功电势能减小,静电力做负功电势能增加,因此A、B 正确,C错误。
新教材高中物理教科版必修第三册:课时素养评价3 静电场电场强度和电场线A组合格性考试练1.关于电场,下列说法中正确的是( )A.电场并不是客观存在的物质B. 描述电场的电场线是客观存在的C.电场对放入其中的电荷有力的作用D. 电场对放入其中的电荷没有力的作用2.关于电场强度,下列说法中正确的是( )A.电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力B.在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零C.电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D.电荷在电场中某点所受电场力方向的反方向就是这点电场强度方向3.如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f、等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a处点电荷的位置,关于O点的电场强度变化,下列叙述正确的是( )A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿OeB.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿OdC.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿OcD.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe4.如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a,b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )A.3kq3l2B.3kql2C. 2kq l 2D. 3kq 2l 25.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A .P 和Q 都带正电荷 B. P 和Q 都带负电荷C .P 带正电荷,Q 带负电荷 D. P 带负电荷,Q 带正电荷6.如图所示,电荷量为q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.图中A 点的电场强度为0,静电力常量为k ,则带电薄板产生的电场在图中A 点的电场强度大小为( )A .k q 9d 2B .k q4d 2C .k q2d 2 D .k qd 2 7.N (N >1)个电荷量均为q (q >0)的小球,均匀分布在直径为L 的圆周上,示意如图.若移动位于圆周上P 点的一个小球,将其沿OP 连线向右移动L 的距离到F 点处,若此时在O 点放一个带电荷量为Q 的正点电荷,则该点电荷Q 受到的电场力大小为( )A .4kQq 9L 2B .32kQq 9L 2C .kQq 3L 2D .2kQq 3L2 8.(多选)如图所示,实线表示匀强电场中的电场线,一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示,a、b是轨迹上的两点,关于粒子的运动情况,下列说法中可能的是( )A.该粒子带正电荷,运动方向为由a到bB.该粒子带负电荷,运动方向为由a到bC.该粒子带正电荷,运动方向为由b到aD.该粒子带负电荷,运动方向为由b到a9.两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( ) A.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.电子运动到O时,加速度为零,速度最大D.电子通过O后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零10.如图甲所示,AB是电场中的一条电场线,一带正电粒子沿直线从A运动到B的vt 图像如图乙所示,则关于A、B两点的电场强度E A和E B的下列说法正确的是( )A.E A>E B,电场方向从B指向AB.E A<E B,电场方向从A指向BC.E A=E B,电场方向从A指向BD.无法确定B组选择性考试练11.(多选)带电细棒MN的中垂线上有电荷量为-q的点电荷及A、B两点,A、B两点与细棒及点电荷之间的位置关系如图所示,图中d为已知.A点的电场强度为零,静电力常量为k.下列说法正确的是( )A .细棒带正电B .细棒带负电C .B 点的电场强度大小为3kq16d 2D .B 点的电场强度大小为5kq16d 212.如图,质量为m 的带电量为q 小球A 悬挂在绝缘细线上,处于匀强电场中,当小球A 静止时,细线与竖直方向成37°角已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.则匀强电场的场强大小为( )A .4mg 3q B. 3mg 4qC .4mg 5q D. 3mg 5q13.如图所示,真空中a 、b 、c 、d 四点共线且ab =bc =cd ,先在a 点固定一带正电的点电荷Q ,测得b 点场强大小为E ,静电力常量为k ,若将另一个带正电的点电荷q 放在d 点时,c 点场强大小为54E ,(1)未放点电荷q 时,c 点的场强; (2)放上点电荷q 后,b 点的场强大小.14.如图甲所示,A 、B 是两个电荷量都是Q 的点电荷,相距l ,AB 连线中点为O .在AB 连线的中垂线上有一点C ,AC 的连线与AB 连线的夹角为θ,静电力常量为k .(1)求C 处的电场强度E 1的大小; (2)若A 的电荷量变为-Q ,其他条件都不变(图乙所示),此时C 处电场强度的大小设为E 2,求E 2的大小.为使E 2大于E 1,θ应满足什么条件?课时素养评价3 静电场 电场强度和电场线1.解析:电场是电荷周围空间里存在的一种特殊物质,电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,A 错误;电场线是为了直观形象地描述电场分布,在电场中引入的一些假想的曲线,B 错误;电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性,电场的力的性质表现为,电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力,故C 正确,D 错误.答案:C2.解析:根据公式E =F q可知,电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力,A 正确;电场强度的大小跟有没有放入试探电荷无关,由电场本身决定,B 错误;根据场强方向的定义可知,正电荷在电场中某点所受电场力的方向跟这点电场强度的方向相同,负电荷在电场中某点所受电场力的方向跟这点电场强度的方向相反,C 、D 错误.答案:A3.解析:由题意可得,正、负点电荷在O 处产生的电场强度的大小都为E2,方向沿Od ;当a 处点电荷移至c 处时,两点电荷在O 处的电场强度方向的夹角为120°,合电场强度大小为E 2,方向沿Oe ,故A 错误;当a 处点电荷移至b 处时,O 处的合电场强度大小为3E 2,方向沿Oe 与Od 的角平分线斜向上,故B 错误;当a 处点电荷移至e 处时,O 处的合电场强度大小为E 2,方向沿Oc ,故C 正确;当a 处点电荷移至f 处时,O 处的合场强大小为3E 2,方向沿Oc 与Od 的角平分线斜向下,故D 错误. 答案:C 4.解析:设c 电荷带电量为Q ,以c 电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得a 、b 对c 的合力与匀强电场对c 的力等值反向,即:2×kQ ·ql 2cos 30°=E ·Q ,所以匀强电场场强的大小为3kql2,故B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B5.解析:受力分析可知,P 和Q 两小球,不能带同种电荷,A 、B 错误;若P 球带负电,Q 球带正电,如下图所示,恰能满足题意,则C 错误、D 正确。
课时跟踪检测(三) 电场 电场强度和电场线1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是( ) A .牛顿 B .伽利略 C .法拉第D .阿基米德解析:选C 电场线是由英国物理学家法拉第首先提出用来形象描述电场的,故C 对。
2.下列关于电场的叙述中正确的是( )A .以点电荷为圆心,r 为半径的球面上,各点的场强都相等B .正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C .取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零D .试探电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场的方向不一定相同解析:选D 以点电荷为圆心的球面,各点场强方向不同,A 错;没有限定条件的情况下,无法比较电荷周围场强的大小,B 错;电场中某点的场强与试探电荷无关,C 错;正电荷受电场力的方向与场强方向相同,负电荷则相反,D 正确。
3.下列关于电场强度的说法中,正确的是( ) A .公式E =Fq只适用于真空中点电荷产生的电场B .由公式E =F q可知,电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比C .在公式F =kQ 1Q 2r 2中,k Q 2r 2是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小;而k Q 1r2是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强的大小D .由公式E =kQ r2可知,在离点电荷非常近的地方(r →0),电场强度E 可达无穷大 解析:选C 电场强度的定义式E =F q适用于任何电场,故选项A 错误;电场中某点的电场强度由电场本身决定,与电场中该点是否有试探电荷或引入的试探电荷所受的电场力无关,故选项B 错误;公式E =kQ r2是点电荷产生的电场中某点场强的计算式,当r →0时,所谓的“点电荷”已不存在,该公式不再适用,故选项D 错误。
应选C 。
4.某电场的电场线如图1所示,仅受电场力作用的同一点电荷分别运动到图中所给的M 、N 上,点电荷的加速度大小为a M 和a N ,由图可知( )图1A.a M>a N B.a M<a NC.a M=a N D.无法比较a M和a N的大小解析:选A 由电场线的分布可知,电场线在M点较密,所以在M点的电场强度大,点电荷在M点时受到的电场力大,所以由牛顿第二定律可知点电荷在M点加速度大,故A正确,B、C、D错误。
5.在x轴上的两个点电荷,一个带正电荷Q1,另一个带负电荷Q2,且Q1=2Q2,用E1、E2分别表示两个点电荷产生的场强大小,则在x轴上( )A.E1=E2的点只有一处,该点合场强为零B.E1=E2的点有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E2C.E1=E2的点有三处,其中两处合场强均为零,另一处合场强为2E2D.E1=E2的点有三处,其中一处合场强为零,另外两处合场强均为2E2解析:选B 在两个点电荷之间可以找到一点使场强大小E1=E2,由于Q1与Q2电性相反,该点处场强方向相同,合场强为2E2;在Q1、Q2的连线的延长线上的Q2一侧可以找到另一点,场强大小相等且方向相反,合场强为零。
故选项B正确。
6.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。
关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )解析:选 D 因为质点的速率是递减的,因此电场力的方向与速度方向的夹角应大于90°,又质点所带的电荷是负电荷,场强方向应与质点受到的电场力方向相反,故选项D 正确。
7. (多选)如图2所示,金属板带电量为+Q,质量为m的金属小球带电量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L。
下列说法正确的是( )图2A .+Q 在小球处产生的场强为E 1=kQ L2 B .+Q 在小球处产生的场强为E 1=mg tan αqC .+q 在O 点产生的场强为E 2=kq L2 D .+q 在O 点产生的场强为E 2=mg tan αQ解析:选BC 金属板不能看做点电荷,在小球处产生的场强不能用E =kQ r2计算,故A 错误;根据小球处于平衡得小球受电场力F =mg tan α,由E =Fq 得:E 1=mg tan αq,B 正确;小球可看做点电荷,在O 点产生的场强E 2=kqL2,C 正确;根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F =mg tan α,但金属板不能看做试探电荷,故不能用E =F Q求场强,D 错误。
8.把质量为M 的正点电荷放在电场中无初速度释放,不计重力,则以下说法正确的是( )A .点电荷的轨迹一定和电场线重合B .点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致C .点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D .点电荷将沿电场线切线方向抛出做抛物线运动解析:选C 仅当电场线为直线时,正点电荷无初速度释放后,电荷的运动轨迹才可能和电场线重合,A 错误。
点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致,如电场线为曲线时,B 错误。
由牛顿第二定律知,加速度方向与合外力方向一致,而正点电荷在电场中所受静电力方向与电场线的切线方向重合,C 正确。
点电荷受静电力作用,无初速度释放,一定沿静电力方向加速运动,一定不做抛物线运动,D 错误。
9.(多选)如图3甲所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中,其速度—时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是( )图3A .电场线方向由A 指向BB .场强大小E A >E BC .Q 在A 的左侧且为负电荷D .Q 可能为负电荷,也可能为正电荷解析:选BC 由于A 到B 的过程中速度增加,根据动能定理可知,电场力对负电荷做正功,所以电场线的方向由B 指向A ,A 错误;由图乙可知,电荷做加速度减小的加速运动,所以由A 运动到B 的过程中,由牛顿第二定律可知,电场力在减小,由F =Eq 知,E 在减小,所以E A >E B ,B 正确;由以上分析知Q 在A 的左侧且为负电荷,C 正确,D 错误。
10.(多选)如图4所示,一绝缘光滑圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,圆环半径为R ,场强为E ,在与环心等高处放有一带正电的小球,质量为m 、电量为q ,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是( )图4A .小球在运动过程中机械能守恒B .小球经过环的最低点时速度最大C .小球经过环的最低点时对轨道压力为mg +qED .要使小球能到达最高点,小球初速度至少应为3mg +qE Rm解析:选BD 小球运动过程中电场力做功,机械能不守恒,故A 错误。
小球从最高点到最低点的过程中,合力做正功最多,则根据动能定理得知,动能增加最大,所以小球经过环的最低点时速度最大,故B 正确。
小球从最高点到最低点的过程,根据动能定理得:(mg +qE )R =12mv 2又由N -mg -qE =mv2R,联立解得N =3(mg +qE ),故C 错误。
小球恰能经过最高点时,根据牛顿第二定律可知:mg +qE =mv21R;从起点到最高点,根据动能定理可得:-(mg +qE )R =12mv 21-12mv 2,联立解得v 0= 3mg +qE Rm,选项D 正确。
11.如图5所示,以O 为圆心、r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为a 、b 、c 、d ,空间有与x 轴正方向相同的匀强电场E ,同时在O 点固定一个电荷量为+Q 的点电荷,如果把一个带电荷量为-q 的试探电荷放在c 点,则恰好平衡,那么匀强电场的电场强度大小为多少?a 、b 两点的实际电场强度大小为多少?图5解析:图示空间有匀强电场和点电荷形成的电场,任何一点的电场强度都是两个电场在该处电场强度的合电场强度。
由带电荷量为-q 的试探电荷在c 点处于平衡可得:k Qq r2=qE ,解得匀强电场的电场强度大小为:E =kQ r2。
由正点电荷形成的电场场强方向从圆心沿半径方向向外,故在a 点,点电荷电场强度方向沿x 轴正方向;在b 点,点电荷电场强度方向沿y 轴负方向。
在a 点,实际场强为两个等大、同方向电场的合场强,即E a =2kQ r2,在b 点,实际场强为两个等大、互相垂直的电场的合场强,即E b =2kQ r2。
答案:kQ r 22kQr 22kQr212.电荷量为q =1×10-4C 的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E 的大小与时间t 的关系,以及物块速度v 与时间t 的关系如图6所示。
若重力加速度g 取10 m/s 2,求:图6(1)物块的质量m ;(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。
解析:(1)由v t 图像可知,前2 s 物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有qE 1-μmg =ma2 s 后物块做匀速直线运动,由平衡条件有qE 2=μmg 联立得q (E 1-E 2)=ma 由E t 图像和v t 图像可得E 1=3×104 N/C ,E 2=2×104 N/C ,a =1 m/s 2代入数据可解得m =1 kg 。
(2)μ=qE 2mg =1×10-4×2×1041×10=0.2。
答案:(1)1 kg (2)0.2。