2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場 第3節(jié) 電場 電場強(qiáng)度和電場線課時(shí)訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1

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1、 第3節(jié)　電場　電場強(qiáng)度和電場線 【測控導(dǎo)航】 知識點(diǎn) 題號 1.電場及電場強(qiáng)度 1(易),2(易),5(易) 2.電場線 3(易),4(易) 3.場強(qiáng)的疊加 6(中),8(中),10(難) 4.電場與其他知識的綜合 7(中),9(中) 1.在電場中的某點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷,其電荷量為q,受到的電場力為F,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E=Fq,下列說法正確的是(　D　) A.若移去檢驗(yàn)電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0 B.若檢驗(yàn)電荷的電荷量變?yōu)?q,則該點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?E C.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)?2q,則場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變,但方向相反 D.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷

2、變?yōu)?2q,則場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小、方向均不變 解析:電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向由電場本身決定,與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷無關(guān),與在該點(diǎn)是否放檢驗(yàn)電荷無關(guān),故選D. 2.對于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場,下列說法中正確的是(　B　) A.電場強(qiáng)度的定義式仍成立,即E=FQ,式中的Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷 B.在真空中電場強(qiáng)度的表達(dá)式為E=kQr2,式中的Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn) 電荷 C.在真空中E=kq/r2,式中的q是試探電荷 D.以上說法都不對 解析:E=Fq是電場強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場,式中q為試探電荷而非場源電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;而E=kQr2為點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生電場強(qiáng)度的決定式,式中Q為場源電

3、荷,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤. 3.(2017濟(jì)南一中期中)如圖為真空中兩點(diǎn)電荷A,B形成的電場中的一簇電場線,已知該電場線關(guān)于虛線對稱,O點(diǎn)為A,B電荷連線的 中點(diǎn),a,b為其連線的中垂線上對稱的兩點(diǎn),則下列說法正確的是(　D　) A.A,B可能是帶等量異號的正、負(fù)電荷 B.A,B可能是帶不等量的正電荷 C.a,b兩點(diǎn)處無電場線,故其電場強(qiáng)度可能為零 D.同一試探電荷在a,b兩點(diǎn)處所受靜電力大小相等,方向一定相反 解析:從電場線向外且對稱可知,A,B點(diǎn)電荷帶等量正電荷,故選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;根據(jù)電場的疊加,a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向向上,b點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向向下,且由于對稱性可知,兩點(diǎn)電場

4、強(qiáng)度大小相等,因此將同一試探電荷放在a,b兩點(diǎn)處所受靜電力大小相等,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D 正確. 4.(2017菏澤高三質(zhì)檢)如圖所示,一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過,電子的重力不計(jì),則電子所受另一個(gè)力的大小和方向的變化情況是(　B　) A.先變大后變小,方向水平向左 B.先變大后變小,方向水平向右 C.先變小后變大,方向水平向左 D.先變小后變大,方向水平向右 解析:等量異種電荷的電場線分布如圖(甲)所示,由圖中電場線的分布可以看出,從A到O,電場線由疏到密;從O到B,電場線由密到疏,所以從A→O→B,電場強(qiáng)度應(yīng)由小變大,再由大變小,而電場強(qiáng)度的方向沿電場線的

5、切線方向,為水平向右,如圖(乙)所示.由于電子處于平衡狀態(tài),所受的合外力必為零,故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受的電場力大小相等、方向相反.電子所受的電場力方向與場強(qiáng)方向相反,即水平向左,電子從A→O→B過程中,電場力由小變大,再由大變小,故另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右,其大小先變大后變小,所以選項(xiàng)B正確. 5.(多選)如圖所示,圖(甲)中AB是一個(gè)點(diǎn)電荷電場中的電場線,圖(乙)則是放在電場線上a,b處的檢驗(yàn)電荷的電荷量與所受電場力間的函數(shù)圖線,由此可知以下判斷可能正確的是(　AC　) A.場源是正電荷,位于a點(diǎn)的左側(cè) B.場源是正電荷,位于b點(diǎn)的右側(cè) C.場源是負(fù)電荷,位于a點(diǎn)的左側(cè) D.

6、場源是負(fù)電荷,位于b點(diǎn)的右側(cè) 解析:比值Eq表示電場強(qiáng)度,根據(jù)Fq圖線,可知Ea>Eb.由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度表達(dá)式E=kQr2可知,ra

7、在A處放一個(gè)-q的點(diǎn)電荷與在A處同時(shí)放一個(gè)+q和-2q的點(diǎn)電荷的效果相當(dāng),因此可以認(rèn)為O處的場是六個(gè)+q和一個(gè)-2q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場合成的,六個(gè)+q處于對稱位置上,在圓心O處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0,所以O(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)相當(dāng)于-2q在O處產(chǎn)生的場強(qiáng).故選C. 7.一負(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)間圖像如圖所示,則A,B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布情況可能是(　C　) 解析:由速度—時(shí)間圖像可知,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. 8.(2017福建大田名校模擬)下列選項(xiàng)中的各14圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在

8、圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各14圓環(huán)間彼此絕緣.坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度最大的是(　B　) 解析:由對稱原理可知,A,C圖中在O點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,D圖中在O點(diǎn)場強(qiáng)為0,因此B圖中兩14圓環(huán)在O點(diǎn)合場強(qiáng)最大,選項(xiàng)B正確. 9.(多選)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(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,由M運(yùn)動(dòng)到N,以下說法正確的是(　ACD　) A.粒子必定帶正電荷 B.由于M點(diǎn)沒有電場線,粒子在M點(diǎn)不受電場力的作用 C.粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度 D.粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能 解析:根據(jù)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的情況,可以確定點(diǎn)電荷受電場力的方向

9、沿電場線方向,故此點(diǎn)電荷帶正電,選項(xiàng)A正確;由于電場線越密,電場強(qiáng)度越大,點(diǎn)電荷受到的電場力就越大,根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大,故此點(diǎn)電荷在N點(diǎn)加速度大, 選項(xiàng)C正確;粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),電場力做正功,根據(jù)動(dòng)能定理得此點(diǎn)電荷在N點(diǎn)的動(dòng)能大,故選項(xiàng)D正確. 10.如圖所示,真空中,帶電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷A,B相距為r,則: (1)點(diǎn)電荷A,B在中點(diǎn)O產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為多大?方向如何? (2)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場強(qiáng)為多大? (3)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,距A,B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的場強(qiáng) 如何? 解析:(1)如圖(甲)所示,A,B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同,均由A→B.A,B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度EA=EB=kQ(r2)2=4kQr2. (2)O點(diǎn)的場強(qiáng)為EO=EA+EB=8kQr2,方向由A→B. (3)如圖(乙)所示,EA′=EB′=kQr2,由矢量圖所形成的等邊三角形可知,O′點(diǎn)場強(qiáng)EO=EA′=EB′=kQr2,方向與A,B的中垂線垂直,由A→B. 答案:(1)4kQr2　方向由A→B　(2)8kQr2　方向由A→B　(3)kQr2　 方向 由A→B 5