高中物理 1.3 電場(chǎng)強(qiáng)度練習(xí) 新人教版選修3-1

【成才之路】版高中物理1.3電場(chǎng)強(qiáng)度練習(xí)新人教版選修3-1基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～4題為單選題，5～7題為多選題)1．(南京市第三中學(xué)～學(xué)年高二上學(xué)期期中)關(guān)于點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷，下列說(shuō)法正確的是()A．元電荷實(shí)際上是指電子和質(zhì)子本身B．點(diǎn)電荷所帶電荷量一定很小C．點(diǎn)電荷所帶電荷量一定是元電荷電荷量的整數(shù)倍D．點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷是同一種物理模型答案：C解析：元電荷是指一個(gè)電子所帶的電荷量，并不是指電子或質(zhì)子本身，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；在條件滿足情況下點(diǎn)電荷可以代替任何帶電體，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；任何帶電體所帶電荷量都是元電荷電荷量的整數(shù)倍，故C選項(xiàng)正確；點(diǎn)電荷是理想化模型，元電荷是最小電荷單位，檢驗(yàn)電荷是指電荷量很小的電荷，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2．關(guān)于電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A．電場(chǎng)是假想的，并不是客觀存在的物質(zhì)B．描述電場(chǎng)的電場(chǎng)線是客觀存在的C．電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用D．電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷不一定有力的作用答案：C解析：電場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，A錯(cuò)；電場(chǎng)線是為了描述電場(chǎng)而假設(shè)的，B錯(cuò)；電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，C對(duì)D錯(cuò)。3．(河南師大附中～學(xué)年高二上學(xué)期期中)關(guān)于電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A．若放在該點(diǎn)的試探電荷的電荷量減半，則場(chǎng)強(qiáng)減半B．若該點(diǎn)沒(méi)有試探電荷，則場(chǎng)強(qiáng)為零C．該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向D．該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向答案：C解析：某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由場(chǎng)源電荷和其空間位置決定的，與試探電荷無(wú)關(guān)，公式E＝eq\f(F,q)只是一個(gè)定義式，場(chǎng)強(qiáng)與F、q無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)。電場(chǎng)線是為了形象的描述電場(chǎng)而人為假設(shè)的，電場(chǎng)線的切線方向代表該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，選項(xiàng)C對(duì)。某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向定義為正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向，選項(xiàng)D錯(cuò)。4．(通化市第一中學(xué)BEST合作體～學(xué)年高二上學(xué)期期中)下列選項(xiàng)中的各eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是()答案：B解析：由電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，易判B中O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大。5．(安徽屯溪一中～學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示是電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與放在該點(diǎn)處的檢驗(yàn)電荷q及所受電場(chǎng)力F之間的函數(shù)關(guān)系圖象，其中正確的是()答案：AD解析：電場(chǎng)強(qiáng)度E應(yīng)由場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)的空間位置決定，與試探電荷q無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A正確；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度確定時(shí)，電場(chǎng)力F＝qE∝q，故選項(xiàng)D亦正確。6．法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)，如圖所示為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖(箭頭未標(biāo)出)。在M點(diǎn)處放置一個(gè)電荷量大小為q的負(fù)試探點(diǎn)電荷，受到的電場(chǎng)力大小為F，以下說(shuō)法正確的是()A．由電場(chǎng)線分布圖可知M點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)小B．a(chǎn)、b為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量C．M點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(F,q)，方向與所受電場(chǎng)力方向相同D．如果M點(diǎn)處的點(diǎn)電荷電量變?yōu)?q，該處場(chǎng)強(qiáng)將變?yōu)閑q\f(F,2q)答案：AB解析：根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可判A、B正確；M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(F,q)，方向與電場(chǎng)力方向相反，C錯(cuò)；場(chǎng)強(qiáng)大小與檢驗(yàn)電荷電量大小無(wú)關(guān)，D錯(cuò)。7．(山東東營(yíng)市～學(xué)年高二上學(xué)期三校聯(lián)考)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中不正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()答案：ABC解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向沿該點(diǎn)的切線方向，而物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力與速度不共線，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；負(fù)電荷受力的方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反，并且軌跡曲線應(yīng)向力的方向彎曲，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從a到c減速，故電場(chǎng)力的方向與速度方向的夾角為鈍角，選項(xiàng)B錯(cuò)誤而D正確。二、非選擇題8．在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，電場(chǎng)力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象如圖中直線a、b所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。(1)求B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的的大小和方向。(2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說(shuō)明理由。答案：(1)2.5N/C沿x軸負(fù)方向(2)見解析解析：(1)由圖可知，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(1,4×0.1)N/C＝2.5N/C．因B帶負(fù)電，受力向右，所以EB的方向指向x軸的負(fù)方向。同理A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝40N/C，方向指向x軸的正方向。(2)因?yàn)锳點(diǎn)電荷帶正電，B點(diǎn)電荷帶負(fù)電，二者受力方向又相同，所以點(diǎn)電荷Q必須放于A、B兩點(diǎn)之間，且Q只有帶負(fù)電時(shí)，才會(huì)使得A、B兩點(diǎn)電荷受力均沿x軸正方向。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1.(吉林一中～學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))如圖所示，一帶電量為q的金屬球，固定在絕緣的支架上，這時(shí)球外P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E0，當(dāng)把一電量也是q的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)時(shí)，測(cè)得點(diǎn)電荷受到的靜電力為f；當(dāng)把一電量為aq的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)時(shí)，測(cè)得作用于這點(diǎn)電荷的靜電力為F，則在國(guó)際單位制中()A．f的數(shù)值等于qE0B．F的數(shù)值等于afC．a(chǎn)比1小得越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近afD．a(chǎn)比1小得越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近aqE0答案：D解析：本題中的場(chǎng)源電荷為金屬球，而不是點(diǎn)電荷，在P點(diǎn)沒(méi)有放電荷前，電量均勻分布在球體的外殼，金屬球可以等效為電量集中于球心的點(diǎn)電荷，但是，在P點(diǎn)放入電荷后，由于同種電荷排斥，使得金屬球上的電荷分布不再均勻，帶電的等效中心偏離球心，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)可得此時(shí)P點(diǎn)的電場(chǎng)發(fā)生變化，因此AB錯(cuò)誤；當(dāng)把電荷量為aq的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)時(shí)，電荷量越小，即a比1小的越多，球在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變化越小，當(dāng)a?1時(shí)，點(diǎn)電荷可看做電量足夠小的試探電荷，故F的數(shù)值越接近于aqE0，D正確；考查了電場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)于產(chǎn)生電場(chǎng)的電源，要弄清楚是否是點(diǎn)電荷，非點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)會(huì)受到外放點(diǎn)電荷的影響。2．(淮北師范大學(xué)附中～學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，質(zhì)量為m，帶正電的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為()A．繼續(xù)勻速下滑 B．將加速下滑C．減速下滑 D．上述三種情況都有可能發(fā)生答案：A解析：設(shè)斜面的傾角為θ，滑塊沒(méi)有進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，根據(jù)平衡條件得：mgsinθ＝f，N＝mgcosθ，又f＝μN(yùn)得mgsinθ＝μmgcosθ，即sinθ＝μcosθ當(dāng)滑塊進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，設(shè)滑塊受到的電場(chǎng)力大小為F，根據(jù)正交分解得(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ即受力仍平衡，所以滑塊仍做勻速運(yùn)動(dòng)，故選A。3．如圖，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上，當(dāng)小球靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向成30°角，已知此電場(chǎng)方向恰使小球受到的電場(chǎng)力最小，則小球所帶的電量應(yīng)為()A．eq\f(mg,E) B．eq\f(3mg,E)C．eq\f(2mg,E) D．eq\f(mg,2E)答案：D解析：由題意電場(chǎng)方向恰使小球受的電場(chǎng)力最小可知，E的方向與細(xì)線垂直，受力如圖。由平衡條件可得，eq\f(1,2)mg＝qE，q＝eq\f(mg,2E)，故D正確。4．(山東臨沂市部分高中～學(xué)年高二上學(xué)期聯(lián)考)某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)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(shuō)法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度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)能小于它在N點(diǎn)的動(dòng)能答案：ACD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(chǎng)力的方向沿電場(chǎng)線方向，故此點(diǎn)電荷帶正電，A選項(xiàng)正確。由于電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，點(diǎn)電荷受電場(chǎng)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，C選項(xiàng)正確。粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理得此點(diǎn)電荷在N點(diǎn)動(dòng)能大，故D選項(xiàng)正確。5．如圖中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB分別表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)大小，則()A．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B．電場(chǎng)線從A指向B，所以EA>EBC．A、B同在一條電場(chǎng)線上，且電場(chǎng)線是直線，所以EA＝EBD．不知A、B附近的電場(chǎng)線分布狀況，EA、EB的大小不能確定答案：AD解析：根據(jù)電場(chǎng)線的物理意義，線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。因題中的電場(chǎng)線是直線，所以A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，都沿著電場(chǎng)線向右；因?yàn)殡妶?chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小，但由于題中僅畫出一條電場(chǎng)線，不知道A、B附近電場(chǎng)線的分布狀況，所以無(wú)法確定是EA>EB、EA<EB，還是EA＝EB。6.(宜昌一中、公安一中、沙市中學(xué)～學(xué)年高二上學(xué)期聯(lián)考)AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O。將電量分別為＋q和－q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對(duì)稱且距離等于圓的半徑，如圖所示。要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q，則該點(diǎn)電荷()A．應(yīng)放在A點(diǎn)，Q＝2q B．應(yīng)放在B點(diǎn)，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點(diǎn)，Q＝－q D．應(yīng)放在D點(diǎn)，Q＝q答案：CD解析：先將＋q、－q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成，因?yàn)椋玵、－q與O點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，可求出合場(chǎng)強(qiáng)E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如圖所示。欲使圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，所放置的點(diǎn)電荷Q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向必須水平向左，且大小也為E0。若在A點(diǎn)和B點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q，則它產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)只能沿豎直方向，達(dá)不到目的。若在C點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q，則必為負(fù)電荷，且Q＝－q，選項(xiàng)C對(duì)。若在D點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q，則必為正電荷，且Q＝q，選項(xiàng)D對(duì)。點(diǎn)評(píng)：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加符合矢量合成法則，多個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，必須依照合適的步驟進(jìn)行。如在本題中先對(duì)＋q、－q兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)求矢量和，其原因是兩個(gè)分場(chǎng)強(qiáng)大小相等，并互成120°，合場(chǎng)強(qiáng)大小等于分場(chǎng)強(qiáng)大小，方向沿角平分線方向。二、非選擇題7．電荷量為q＝1×10－4C的帶正電小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向且方向始終不變的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。若重力加速度g取10m/s2(1)物塊的質(zhì)