2019-2020版高中物理 第一章 3 電場強(qiáng)度課時作業(yè) 新人教版選修3-1

3電場強(qiáng)度1.(2019·山東滕州校級月考)有關(guān)電場強(qiáng)度的定義式E=的說法正確的是(D)A.該定義式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B.F是試探電荷所受到的力,q是產(chǎn)生電場的電荷所帶的電荷量C.電場強(qiáng)度方向與F的方向相同D.由該定義式可知,場中某點電荷所受的靜電力大小與該點電場強(qiáng)度的大小成正比解析:定義式E=對任何電場都適用,所以選項A錯誤;公式中F是試探電荷在這一點所受的靜電力大小,q是指試探電荷的電荷量,所以選項B錯誤;電場強(qiáng)度方向與正電荷在該點所受靜電力F的方向相同,與負(fù)電荷所受靜電力F的方向相反,所以選項C錯誤;由定義式可得F與E成正比,所以選項D正確.2.(2019·天津月考)(多選)真空中距點電荷(電荷量為Q)為r的A點處,放一個帶電荷量為q(qQ)的點電荷,q受到的靜電力大小為F,則A點的電場強(qiáng)度為(BD)A. B.C.kD.k解析:由電場強(qiáng)度的定義可知A點電場強(qiáng)度為E=,又由庫侖定律知F=,代入后得E=k,故選項B,D正確,A,C錯誤.3.(2019·吉林梅河口校級檢測)如圖所示是點電荷Q周圍的電場線,圖中A到Q的距離小于B到Q的距離.以下判斷正確的是(A)A.Q是正電荷,A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度B.Q是正電荷,A點的電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度C.Q是負(fù)電荷,A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度D.Q是負(fù)電荷,A點的電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度解析:正點電荷的電場是向外輻射的,電場線密的地方電場強(qiáng)度大,所以選項A正確.4.(2019·青海校級月考)如圖(甲)所示,AB是一個點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處的檢驗電荷的電荷量與所受靜電力大小間的函數(shù)圖象(Fq圖象),若電場方向由A指向B,由此可以判定(D)A.場源電荷可能是正電荷,位置在A側(cè)B.場源電荷可能是負(fù)電荷,位置在A側(cè)C.場源電荷可能是正電荷,位置在B側(cè)D.場源電荷可能是負(fù)電荷,位置在B側(cè)解析:由F=qE和題圖(乙)可知,q相同時b點的靜電力較大,故場源電荷在B側(cè),由于電場方向是由A指向B,則場源電荷為負(fù)電荷,故選項D正確.5.(2019·山西校級月考)兩個等量點電荷P,Q在真空中產(chǎn)生的電場線(方向未畫出)如圖所示,一電子在A,B兩點所受的靜電力分別為FA和FB,則它們的大小關(guān)系為(B)A.FA=FBB.FA>FBC.FA<FBD.無法確定解析:從電場線的疏密判斷,A點的電場強(qiáng)度比B點的電場強(qiáng)度大,故EA>EB.根據(jù)靜電力F=qE知,FA>FB,選項B正確,A,C,D錯誤.6.(2019·浙江余姚校級月考)點電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電,電荷量分別為4Q和Q,在A,B連線上,如圖所示,電場強(qiáng)度為零的地方在(A)A.B的左側(cè)B.A的右側(cè)C.A和B之間D.A的右側(cè)及B的左側(cè)解析:在B的左側(cè),A產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向左,B產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向右,電場強(qiáng)度方向相反,但由于A的電荷量大于B的電荷量,且A較遠(yuǎn),由點電荷電場強(qiáng)度公式可知,在同一點電場強(qiáng)度大小可能相等,所以合電場強(qiáng)度可能為零,故A正確;A的右側(cè),A產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向右,B產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向左,電場強(qiáng)度方向相反,而且A的電荷量大于B的電荷量,且A較近,由點電荷電場強(qiáng)度公式可知,在同一點A的電場強(qiáng)度一定大于B的電場強(qiáng)度,所以合電場強(qiáng)度不可能為零,故B,D錯誤;A和B之間兩點電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向均向左,合電場強(qiáng)度不可能為零,故C錯誤.7.(2019·湖北宜昌校級檢測)如圖所示,真空中O點有一點電荷,在它產(chǎn)生的電場中有A,B兩點,A點的電場強(qiáng)度大小為EA,方向與AB連線成60°角,B點的電場強(qiáng)度大小為EB,方向與AB連線成30°角.關(guān)于A,B兩點電場強(qiáng)度大小EA,EB的關(guān)系,以下結(jié)論正確的是(D)A.EA=EBB.EA=EBC.EA=EBD.EA=3EB解析:由題圖可知,rB=rA,再由E=可知,=3,故D正確.8.(2019·安徽合肥測試)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,M,N兩點位于x軸上,G,H兩點坐標(biāo)如圖所示.M,N兩點各固定一負(fù)點電荷,一電荷量為Q的正點電荷置于O點時,G點處的電場強(qiáng)度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點電荷移到G點,則H點處電場強(qiáng)度的大小和方向分別為(B)A.,沿y軸正向B.,沿y軸負(fù)向C.,沿y軸正向D.,沿y軸負(fù)向解析:處于O點的正點電荷在G點處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E1=k,方向沿y軸負(fù)向;又因為G點處電場強(qiáng)度為零,所以M,N處兩負(fù)點電荷在G點共同產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E2=E1=k,方向沿y軸正向;根據(jù)對稱性,M,N處兩負(fù)點電荷在H點共同產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E3=E2=k,方向沿y軸負(fù)向;將該正點電荷移到G處,該正點電荷在H點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E4=k=,方向沿y軸正向,所以H點的電場強(qiáng)度E=E3-E4=,方向沿y軸負(fù)向,故選項B正確.9.(2018·北京海淀區(qū)期末)如圖所示,用30 cm的細(xì)線將質(zhì)量為4×10-3 kg的帶電小球P懸掛在O點下,當(dāng)空中有方向為水平向右、大小為1×104 N/C的勻強(qiáng)電場時,小球偏轉(zhuǎn)37°后處在靜止?fàn)顟B(tài).(g取10 N/kg)(1)分析小球的帶電性質(zhì)及所帶電荷量;(2)若把細(xì)繩剪斷,小球做什么性質(zhì)的運(yùn)動?解析:(1)對小球受力分析,如圖所示.由于小球靜止,則所受靜電力F與電場強(qiáng)度方向相同,所以小球帶正電.由平衡條件知,Eq=mgtan 37°解得q=3×10-6 C.(2)由受力分析可知靜電力恒定、重力恒定,故其合力亦恒定,F合=mg剪斷細(xì)繩后,小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動,加速度為a=g=12.5 m/s2.答案:(1)帶正電3×10-6 C(2)見解析(教師備用)1.(2019·四川攀枝花模擬)均勻帶電的球體在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場.如圖所示,在半球體上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球半徑為R,MN為通過半球頂點與球心O的軸線,在軸線上有A,B兩點,A,B關(guān)于O點對稱,AB=4R.已知A點的電場強(qiáng)度大小為E,則B點的電場強(qiáng)度大小為(B)A.+E B.-EC.+E D.-E解析:若將帶電荷量為2q的球面放在O處,均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場,則在A,B點的電場強(qiáng)度為EA=EB=,由題知半球面上的電荷在A點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E,則B點的電場強(qiáng)度大小為EB=-E,故選B.2.(2018·四川遂寧檢測)在電場強(qiáng)度為E=k的勻強(qiáng)電場中,取O點為圓心,r為半徑作一圓周,在O點固定一帶電荷量為+Q的正點電荷,ac,bd為相互垂直的兩條直徑,其中bd與電場線平行,不計試探電荷的重力,如圖所示.則(B)A.把一正試探電荷+q放在a點,試探電荷恰好處于平衡B.把一負(fù)試探電荷-q放在b點,試探電荷恰好處于平衡C.把一負(fù)試探電荷-q放在c點,試探電荷恰好處于平衡D.把一正試探電荷+q放在d點,試探電荷恰好處于平衡解析:點電荷+Q在a點產(chǎn)生的電場方向為水平向右,大小為Ea=k,與電場E疊加后合電場強(qiáng)度方向為斜向右上方,故正試探電荷受力不平衡,選項A錯誤;點電荷+Q 在b點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向豎直向下,大小為Eb=k,與電場E疊加后合電場強(qiáng)度為零,試探電荷正好受力平衡,選項B正確;在c點時電場強(qiáng)度方向為斜向左上方,電場不為零,試探電荷不能平衡,選項C錯誤;在d點的合電場強(qiáng)度方向豎直向上,電場不為零,試探電荷不能平衡,選項D錯誤.3.(2018·山東淄博期末)如圖所示,一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成=30°角傾斜固定.細(xì)桿的一部分處在電場強(qiáng)度方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度E=2×104 N/C.在細(xì)桿上套有一個帶負(fù)電的小球,帶電荷量為q=1×10-5 C、質(zhì)量為m=3×10-2 kg.現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下,并從B點進(jìn)入電場,小球在電場中滑至最遠(yuǎn)處的C點.已知AB間距離x1=0.4 m,g=10 m/s2.求:(1)小球通過B點時的速度大小vB;(2)小球進(jìn)入電場后滑行的最大距離x2;(3)試畫出小球從A點運(yùn)動到C點過程中的vt圖象.解析:(1)對小球,AB段,由牛頓第二定律得mgsin =ma1解得a1=5 m/s2由運(yùn)動學(xué)公式有=2a1x1解得vB=2 m/s.(2)對小球,BC段,由牛頓第二定律得qEcos -mgsin =ma2解得a2=5 m/s2又=2a2x2解得x2=0.4 m.(3)對AB段有x1=t1,得t1=0.4 s對BC段有x2=t2,得t2=0.4 s畫出小球從A點運(yùn)動到C點過程中的vt圖象如圖所示.答案:(1)2 m/s(2)0.4 m(3)見解析6