2024版新教材高中物理課時分層作業(yè)四電場電場強(qiáng)度新人教版必修第三冊

課時分層作業(yè)(四)電場電場強(qiáng)度A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．下面是對點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式E＝eq\f(kQ,r2)的幾種不同理解，正確的是()A．當(dāng)r→0時，E→∞B．當(dāng)r→0時，該公式不適用C．某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與距離r成反比D．以點(diǎn)電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強(qiáng)相同2．有關(guān)電場強(qiáng)度的理解，下述說法正確的是()A．由E＝eq\f(F,q)可知，電場強(qiáng)度E跟放入的電荷q所受的電場力F成正比B．當(dāng)電場中存在試探電荷時，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì)，才存在電場強(qiáng)度C．由E＝keq\f(Q,r2)可知，在離點(diǎn)電荷很近的地方，r接近于零，電場強(qiáng)度為無窮大D．電場強(qiáng)度是反映電場本身特性的物理量，與是否存在試探電荷無關(guān)3．如圖是某電場區(qū)域的電場線分布，A、B、C是電場中的三個點(diǎn)，下列說法正確的是()A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大B．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度最小C．把一個正的點(diǎn)電荷依次放在這三點(diǎn)時，其中放在B點(diǎn)時它受到的靜電力最大D．把一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)時，它所受的靜電力方向和A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致4．如圖，電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場中的A點(diǎn)，受到的電場力為F.若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，則A點(diǎn)的電場強(qiáng)度E為()A．eq\f(F,q)，方向與F相反B．eq\f(F,2q)，方向與F相反C．eq\f(F,q)，方向與F相同D．eq\f(F,2q)，方向與F相同5．某靜電場的電場線如圖所示，a、b是該電場中的兩點(diǎn)．下列說法正確的是()A.該電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度C．負(fù)電荷在a點(diǎn)的加速度小于其在b點(diǎn)的加速度D．正電荷在a點(diǎn)受到的電場力小于其在b點(diǎn)受到的電場力6．如圖所示，直角三角形ABC中∠A＝37°，∠C＝90°.兩負(fù)點(diǎn)電荷固定在A、B兩點(diǎn)，一試探電荷在C點(diǎn)受到的靜電力方向與AB垂直，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則A、B兩點(diǎn)處的負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為()A．3∶5B．5∶3C．4∶3D．3∶47．如圖所示，真空中a、b、c、d四點(diǎn)共線且等距．先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷＋Q，測得b點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E.若再將另一等量異種點(diǎn)電荷－Q放在d點(diǎn)，則()A．b點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為eq\f(3,4)EB．c點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為eq\f(5,4)EC．b點(diǎn)電場強(qiáng)度方向向左D．c點(diǎn)電場強(qiáng)度方向向左8．如圖所示，L1、L2分別表示Q甲、Q乙兩個點(diǎn)電荷到P點(diǎn)的距離，其大小相等，E合表示兩個點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)．下列對甲、乙兩個點(diǎn)電荷的判斷，正確的是()A．異種電荷，Q甲＞Q乙B．異種電荷，Q甲＜Q乙C．同種電荷，Q甲＞Q乙D．同種電荷，Q甲＜Q乙9．如圖所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說法中正確的是()A．Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B．Fd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上C．Fd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c＝0D．Fd、Fc、Fe的大小都相等10．如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°.電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)镋2.E2與E1之比為()A．1∶2B．2∶1C．eq\r(3)∶2D．eq\r(3)∶4B組能力提升練11．如圖所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角．關(guān)于a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()A．Ea＝eq\f(\r(3),3)EbB．Ea＝3EbC．Ea＝eq\r(3)EbD．Ea＝eq\f(1,3)Eb12．(多選)如圖甲所示，在x軸上有一個點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為x軸上的三點(diǎn)．放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的靜電力跟其所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示．下列說法正確的是()A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2×103N/CB．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2×103N/CC．點(diǎn)電荷Q在A、B之間D．點(diǎn)電荷Q在O、B之間13．如圖所示，三個點(diǎn)電荷a、b、c位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，a和c帶正電，b帶負(fù)電，qa＝qc＝1.6×10－6C，qb＝－0.8×10－6C，每一個點(diǎn)電荷都可以看作處于另外兩個點(diǎn)電荷的電場中，受到另外兩個點(diǎn)電荷的作用力．已知三角形的邊長是4cm.(1)點(diǎn)電荷b和c受到的電場力分別是多大？(2)點(diǎn)電荷b所處位置的電場強(qiáng)度是多大？方向如何？課時分層作業(yè)(四)電場電場強(qiáng)度1．解析：點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式是根據(jù)E＝eq\f(F,q)和庫侖定律的表達(dá)式F＝keq\f(Qq,r2)，推導(dǎo)產(chǎn)生的，其中F為場源電荷對試探電荷的庫侖力，當(dāng)r趨向于0時，F(xiàn)＝eq\f(kqQ,r2)不再適用，所以E＝eq\f(kQ,r2)不適用，故A錯誤，B正確；某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與距離r的平方成反比，故C錯誤；以點(diǎn)電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強(qiáng)大小相等，方向不同，故D錯誤．答案：B2．解析：電場強(qiáng)度E可以根據(jù)定義式E＝eq\f(F,q)來測量，電場強(qiáng)度在數(shù)值上就等于每單位正電荷所受的力，但電場強(qiáng)度與試探電荷無關(guān)，是由電場本身決定的，故A錯誤；電場強(qiáng)度是由電場本身決定的，是電場的一種性質(zhì)，與試探電荷是否存在無關(guān)，故B錯誤，D正確；公式E＝keq\f(Q,r2)適用于真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場，當(dāng)r接近0時，電荷已不能看作點(diǎn)電荷，故C錯誤．答案：D3．解析：由題圖可知，B處電場線最密，電場強(qiáng)度最大；A處電場線最疏，電場強(qiáng)度最小，故A、B錯誤．根據(jù)F＝Eq，可知把一個正的點(diǎn)電荷依次放在這三點(diǎn)時，其中放在B點(diǎn)時它受到的靜電力最大，故C正確．負(fù)電荷所受電場力的方向跟電場強(qiáng)度方向相反，所以把一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)時，它所受的靜電力方向和A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相反，故D錯誤．答案：C4．解析：由題可知電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場中的A點(diǎn)，受到的電場力為F，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E＝eq\f(F,q)，方向與正電荷受力方向相同，即與F的方向相同；而電場強(qiáng)度本身是反映電場性質(zhì)的物理量，只由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)，所以不會因為試探電荷的改變而改變．故選C.答案：C5．解析：點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場，其電場線是直線，而不是曲線，A錯誤；電場線越密的位置，電場強(qiáng)度越大，由圖可知，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度，B正確；根據(jù)F＝qE可知，電荷在電場強(qiáng)度越大的位置受到的電場力越大，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)生的加速度也越大，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度，因此，負(fù)電荷在a點(diǎn)的加速度大于其在b點(diǎn)的加速度，C錯誤；根據(jù)F＝qE可知，電荷在電場強(qiáng)度越大的位置受到的電場力越大，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度，正電荷在a點(diǎn)受到的電場力大于其在b點(diǎn)受到的電場力，D錯誤．答案：B6．解析：設(shè)A、B兩點(diǎn)處的負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB，由題意可知EA和EB的矢量和垂直于AB，則有EAcos37°＝EBcos53°，解得eq\f(EA,EB)＝eq\f(3,4)，故選D.答案：D7．解析：設(shè)ab＝bc＝cd＝L，＋Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，由點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式得E＝keq\f(Q,L2)，－Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E1＝keq\f(Q,（2L）2)＝eq\f(1,4)E，方向水平向右，所以b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為Eb＝E＋eq\f(1,4)E＝eq\f(5,4)E，方向水平向右，故A、C錯誤；同理可求出c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為eq\f(5,4)E，方向水平向右，故B正確，D錯誤．答案：B8．解析：由于Q甲、Q乙兩個點(diǎn)電荷到P點(diǎn)的距離相等，P點(diǎn)合場強(qiáng)方向偏向右上方，根據(jù)場強(qiáng)疊加原理可知，兩點(diǎn)電荷一定為異種點(diǎn)電荷，且甲為正電荷，乙為負(fù)電荷，兩電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E甲>E乙，根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)，則Q甲＞Q乙，故選A.答案：A9．解析：等量異種點(diǎn)電荷的電場線的分布特點(diǎn)如圖所示．從圖中可知，cde三點(diǎn)的場強(qiáng)的方向都向右，所以正點(diǎn)電荷受力方向都水平向右，B錯誤，A正確；根據(jù)電場的疊加原理知，c點(diǎn)的場強(qiáng)不等于0，則Fc≠0，C錯誤；從圖中可以看到d點(diǎn)的電場線最密，場強(qiáng)最大，e點(diǎn)的電場線最疏，場強(qiáng)最小，故Fd、Fc、Fe的大小都不相等，D錯誤．答案：A10．解析：根據(jù)電場的疊加原理，兩個帶電量相等的異種點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)時，兩電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場方向同向，并且大小都為E＝keq\f(q,r2)，所以O(shè)點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小E1＝2keq\f(q,r2)；當(dāng)置于N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時，兩電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場方向夾角為120°，所以O(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)镋2＝E＝keq\f(q,r2)，故E2與E1之比為1∶2，故選A.答案：A11．解析：結(jié)合幾何關(guān)系，有aO∶bO＝1∶eq\r(3)根據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)有eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(Ob2,Oa2)＝3即Ea＝3Eb故選B.答案：B12．解析：設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EA、EB，根據(jù)題圖乙信息可知，圖線的斜率即為電場強(qiáng)度，則EA＝eq\f(F,q)＝eq\f(4×10－3,2×10－6)＝2×103N/C，EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(2×10－3,－4×10－6)＝－500N/C.A點(diǎn)為正電荷，可知場強(qiáng)方向向右；B點(diǎn)為負(fù)電荷，受力向右，可知場強(qiáng)向左．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相反，由點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)知，該點(diǎn)電荷應(yīng)放在A、B之間．故選A、C.答案：AC13．解析：(1)對電荷b受力分析，b受到a和c的引力作用，根據(jù)庫侖力公式得Fab＝keq\f(qaqb,r2)＝7.2N，F(xiàn)cb＝keq\f(qcqb,r2)＝7.2N可知Fab＝Fcb兩個力的夾角為60°，所以合力為Fb＝2Fabcos30°＝7.2eq\r(3)N≈12.5N方向為ba、bc連線夾角的平分線方向且指向三角形內(nèi)側(cè)．對電荷c受力分析，a對c為斥力，b對c為引力，根據(jù)庫侖力得Fac＝keq\f(qaqc,r2)＝14.4N由牛頓第三定律得Fbc＝Fcb＝7.2N由幾何關(guān)系知，合力為