2019-2020年高二物理 第13單元45分鐘過關(guān)檢測（訓(xùn)練22 電場 電場強(qiáng)度）（有解析） 大綱人教版第二冊.doc

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2019-2020年高二物理 第13單元45分鐘過關(guān)檢測（訓(xùn)練22 電場 電場強(qiáng)度）（有解析） 大綱人教版第二冊基礎(chǔ)鞏固站起來，拿得到！1.電場中有一點(diǎn)P，下列說法中正確的是（ ）A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)處場強(qiáng)減半B.若P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零C.P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大D.P點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該點(diǎn)放置檢驗(yàn)電荷的帶電性質(zhì)有關(guān)答案：C解析：為了知道電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)，我們可以把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放于該點(diǎn)，其受到的電場力F與自身電荷量q的比值可反映該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱，但這個(gè)比值對這一點(diǎn)來講是個(gè)定值，即該點(diǎn)的場強(qiáng)由電場本身決定，與檢驗(yàn)電荷大小、正負(fù)、有無都無關(guān)系.所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤.選項(xiàng)C考查電場力公式F=Eq，當(dāng)q一定時(shí)，E越大，F(xiàn)就越大.選項(xiàng)D考查場強(qiáng)方向的判定.判斷某點(diǎn)場強(qiáng)方向，我們可以在該點(diǎn)放置帶正電或負(fù)電的檢驗(yàn)電荷，分析出檢驗(yàn)電荷受力方向，再確定該點(diǎn)場強(qiáng)方向.其實(shí)該點(diǎn)場強(qiáng)方向與檢驗(yàn)電荷的正負(fù)、有無都無關(guān)系.所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤.2.在由一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，在離該點(diǎn)電荷距離為r的一點(diǎn)上，電荷量為q的檢驗(yàn)電荷所受電場力為F，則離該點(diǎn)電荷距離為r處的場強(qiáng)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(qiáng)大小E=，故B對.3.下面關(guān)于電場線的論述正確的是（只考慮電場） （ ）A.電場上任一點(diǎn)的切線方向就是點(diǎn)電荷在該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向B.電場線上任一點(diǎn)的切線方向就是正電荷在該點(diǎn)的加速度方向C.電場線彎曲的地方是非勻強(qiáng)電場，電場線為直線的地方是勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng) 答案：B解析：電場線是一組形象描述電場強(qiáng)弱和方向的假想曲線.電場線上任一點(diǎn)的切線方向是正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向，只考慮電場時(shí)即其加速度方向，但不一定是其運(yùn)動(dòng)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(qiáng)方向平行時(shí)，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(yùn)動(dòng)的.只有均勻分布的平行直線的電場線才是勻強(qiáng)電場.故選B.4.在孤立的點(diǎn)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(qiáng)越強(qiáng) B.不存在兩條平行的電場線C.找不到兩個(gè)電場強(qiáng)度完全相同的點(diǎn) D.沿著電場線的方向場強(qiáng)越來越小 解析：孤立的點(diǎn)電荷的電場，其電場線是以點(diǎn)電荷為中心的輻射狀的直線，則A、B、C對.但對正點(diǎn)電荷和負(fù)點(diǎn)電荷，其電場線的指向正相反，對負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場，沿電場線方向場強(qiáng)越來越大，故D錯(cuò).5.兩個(gè)固定的異號(hào)點(diǎn)電荷，電荷量給定但大小不等，用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小，則在通過兩點(diǎn)電荷的直線上，E1=E2的點(diǎn)（ ）A.有三個(gè)，其中兩處合場強(qiáng)為零 B.有三個(gè)，其中一處合場強(qiáng)為零C.只有兩個(gè)，其中一處合場強(qiáng)為零 D.只有一個(gè)，該處合場強(qiáng)不為零答案：C解析：E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小，分析討論時(shí)顯然要用到點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式E=k,q1和q2把直線分為三個(gè)區(qū)間，所以，我們可以按這三個(gè)區(qū)間分別討論.設(shè)兩個(gè)異號(hào)電荷的電荷量分別為q1、q2,且q1q2,如圖所示，按題意可分三個(gè)區(qū)間討論. 直線上q1的外側(cè)，任何一點(diǎn)到q1和q2的距離r1q2，由E=k,可知E1E2,不存在E1=E2的點(diǎn).在q1與q2之間的連線上，離q2較近（即r1r2）處存在一點(diǎn)，使得k=k.即E1=E2.兩點(diǎn)電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同，合場強(qiáng)為2E1或2E2.直線上q2的外側(cè)，r1r2,q1q2，根據(jù)E=k，可知E1和E2有可能相等，但方向相反，合場強(qiáng)為零. 6.如圖所示，點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中有一a點(diǎn)，現(xiàn)在在a點(diǎn)放一電荷量為q=+210-8 C的檢驗(yàn)電荷，它受到的電場力為7.210-5 N，方向水平向左.則：（1）點(diǎn)電荷Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E=_，方向_.（2）若在a點(diǎn)換上另一帶電荷量為q=-410-8 C的檢驗(yàn)電荷，它受到的電場力大小為_，方向?yàn)開；此時(shí)點(diǎn)電荷Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E=_.（3）若將檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)移走，則a點(diǎn)的場強(qiáng)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(qiáng)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?yàn)椋核较蜃?（2）a點(diǎn)的電場是由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)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(diǎn)的場強(qiáng)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(guān).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(qiáng)度不變.7.在勻強(qiáng)電場中，將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為.則電場強(qiáng)度的最小值應(yīng)_.答案：mgsin/q 解析：依題意，小球所受合外力必與直線重合，欲使電場強(qiáng)度最小，則受力分析如圖：qEmin=mgsinEmin=mgsin/q.8.如圖所示，A、B兩個(gè)帶電小球可看成點(diǎn)電荷，用兩根等長的絕緣細(xì)線懸掛起來，在水平方向的勻強(qiáng)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(qiáng)為_，方向?yàn)開. 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(fù)電荷，且所加勻強(qiáng)電場的方向?yàn)樗较蜃?qAE=k=qBEE=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(gè)單擺的擺球質(zhì)量為m，擺球帶有電荷量為q的負(fù)電荷，在沒有電場時(shí)，單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T.若在擺動(dòng)過程中，突然在單擺周圍加一個(gè)場強(qiáng)大小為mg/q、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，則擺球的運(yùn)動(dòng)可能變?yōu)椋?）A.靜止不動(dòng) B.勻速直線運(yùn)動(dòng)C.圓周運(yùn)動(dòng) D.周期小于T的簡諧運(yùn)動(dòng) 答案：AC 解析：突然加一大小為mg/q、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，對負(fù)電荷q有：mg=qE，若此時(shí)單擺的速度為零，則擺球在此平衡力作用下靜止不動(dòng)；若此時(shí)單擺有速度，則擺球?qū)⒃诶K的張力作用下做圓周運(yùn)動(dòng).故選A、C.10.把質(zhì)量為M的正點(diǎn)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(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定和電場線重合B.點(diǎn)電荷的速度方向總是與所在處的電場線方向一致C.點(diǎn)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(diǎn)電荷將沿電場線切線方向拋出，做拋物線運(yùn)動(dòng)答案：C解析：僅當(dāng)電場線為直線、電荷的初速度為零或者初速度方向和場強(qiáng)方向在一條直線上，且只受電場力時(shí)，點(diǎn)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(zhì)量為m、電荷量為q的小球，小球受水平向右的電場力偏轉(zhuǎn)角而靜止，小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn).試求小球所在處的電場強(qiáng)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=mgtan，且小球帶正電.所以，小球所在處的電場強(qiáng)度E=.小球帶正電荷，因此電場強(qiáng)度方向水平向右.拓展應(yīng)用跳一跳，夠得著！ 12.如圖所示，M、N為兩個(gè)等量同種電荷，在其連線的中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)靜止的點(diǎn)電荷q（負(fù)電荷），當(dāng)把該點(diǎn)電荷釋放，它只在電場力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）A.點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值D.點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)的變化情況.此題我們?nèi)舨捎媒馕龅霓k法判斷場強(qiáng)的變化將會(huì)非常繁雜，其實(shí)只要分析判斷出幾個(gè)特殊點(diǎn)的場強(qiáng)情況，問題即可得解.由于M、N為兩個(gè)等量同種電荷，O點(diǎn)的場強(qiáng)為零，又距O無限遠(yuǎn)的地方場強(qiáng)也為零，而中垂線上其他點(diǎn)的場強(qiáng)不會(huì)為零；顯然，沿中垂線從O到無限遠(yuǎn)，存在一場強(qiáng)最大的點(diǎn)，場強(qiáng)必先增大后減小.若點(diǎn)電荷的初始位置在場強(qiáng)最大點(diǎn)的下方，負(fù)的點(diǎn)電荷q由P到O的過程中，加速度一直減小，到達(dá)O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值；若負(fù)的點(diǎn)電荷q的初始位置在場強(qiáng)最大點(diǎn)的上方，它由P向O運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度先增大后減小，速度一直增大，到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度最大，所以，選項(xiàng)C對，A、B錯(cuò).當(dāng)負(fù)電荷q越過O點(diǎn)后，由電場分布的對稱性可知,q所受電場力和運(yùn)動(dòng)的加速度有可能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò).綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為C.13.研究表明：地球表面的電場強(qiáng)度不為零.設(shè)地球表面電場強(qiáng)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(qiáng)度E，求電荷量問題，本節(jié)只涉及到兩個(gè)公式：一是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)公式E=k;二是電場強(qiáng)度的定義式.本題既不是點(diǎn)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(shè)想地球是個(gè)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(gè)孤立的帶電球體.這時(shí)，地球外面（包括地球表面）的電場，可以等效為一個(gè)點(diǎn)電荷在該區(qū)域所形成的電場，這個(gè)點(diǎn)電荷位于地球球心處，點(diǎn)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(qiáng)度就等于這個(gè)點(diǎn)電荷在該處所產(chǎn)生電場的電場強(qiáng)度，基于以上分析，我們可作如下解答.設(shè)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(qiáng)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(shí)注意應(yīng)用“等效”思想.14.在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q=+1.010-9 C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的距離r=30 cm,M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=-1.010-10 C,如圖所示.求：（1）q在M點(diǎn)受到的作用力；（2）M點(diǎn)的場強(qiáng).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(diǎn)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(diǎn)的場強(qiáng)E= N/C=1.0102 N/C，方向沿OM連線指向N.其實(shí)E的大小也可以由電場強(qiáng)度的定義式E=k求得.