2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第3節(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度練習(xí)含解析新人教版必修3

PAGE6-第3節(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共7小題，每題7分，共49分)1．(2024·武漢市新洲一中6月線上聯(lián)考)關(guān)于電場(chǎng)下列說(shuō)法正確的是(D)A．“元電荷”是最小的電荷量，用e表示，則e＝1.60×10－19CB．電場(chǎng)是庫(kù)侖首先提出來(lái)的，電荷A對(duì)電荷B的作用就是電荷A的電場(chǎng)對(duì)B的作用C．由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式：E＝eq\f(F,q)可知E與F成正比，與q成反比D．點(diǎn)電荷是一個(gè)帶有電荷的點(diǎn)，它是實(shí)際帶電體的抽象，和質(zhì)點(diǎn)一樣是一種志向化模型解析：“元電荷”是最小的電荷量，用e表示，則e＝1.60×10－19C，但元電荷不是電荷，沒有正負(fù)之分，則質(zhì)子和電子不是元電荷，只是兩者的電荷量等于元電荷，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)是法拉第首先提出來(lái)的，故B錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)是比值定義法定義的，但E與F、q無(wú)關(guān)，電場(chǎng)強(qiáng)度由場(chǎng)源確定，與摸索電荷無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷是一個(gè)帶有電荷的點(diǎn)，它是實(shí)際帶電體的抽象，和質(zhì)點(diǎn)一樣，是一種志向化模型，故D正確。2．(2024·上海交通高校附屬中學(xué)高二物理上學(xué)期期中)以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確的是(C)A．電場(chǎng)線是客觀存在的，既可以相交，也可以相切B．在電場(chǎng)中，凡是電場(chǎng)線通過(guò)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零，不畫電場(chǎng)線的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零C．同一摸索電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受電場(chǎng)力大D．電場(chǎng)線用以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，是客觀存在的解析：電場(chǎng)是客觀存在的，電場(chǎng)線是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枋鲭妶?chǎng)而引入的假想曲線，用以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在，電場(chǎng)線不相交、不相切，故AD項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)線只是大體形象描述電場(chǎng)，不畫的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)不肯定為零，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)線越密集，電場(chǎng)越強(qiáng)，據(jù)F＝Eq可知同一摸索電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受電場(chǎng)力大，故C項(xiàng)正確。3．光滑絕緣水平面上有一帶正電的小球正在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)突然加上一個(gè)平行水平面的電場(chǎng)，發(fā)覺小球沿曲線abc運(yùn)動(dòng)且速率漸漸增大，則下列關(guān)于所加電場(chǎng)在b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向合理的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)(C)解析：由題意知，小球原來(lái)只受重力和支持力作用，加上電場(chǎng)后，小球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更僅由電場(chǎng)力引起，因小球帶正電，所受電場(chǎng)力方向(指向軌跡凹側(cè))與電場(chǎng)強(qiáng)度方向一樣，又因小球速率是增加的，所以電場(chǎng)力方向與速度方向夾角應(yīng)小于90°，C對(duì)。4．(2024·云南省騰沖市第八中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖(甲)所示中，AB是一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，圖(乙)則是放在電場(chǎng)線上P、Q處檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的大小與其電荷量間的函數(shù)圖像，電場(chǎng)方向由A指向B，由此可以推斷(A)A．場(chǎng)源電荷是正電荷，位于A側(cè)B．場(chǎng)源電荷是正電荷，位于B側(cè)C．場(chǎng)源電荷是負(fù)電荷，位于A側(cè)D．場(chǎng)源電荷是負(fù)電荷，位于B側(cè)解析：由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)得：F＝Eq，則知：F－q圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小，圖線Q的斜率小于P的斜率，說(shuō)明Q處場(chǎng)強(qiáng)小于P處的場(chǎng)強(qiáng)，該電場(chǎng)是由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，說(shuō)明Q距離場(chǎng)源較遠(yuǎn)，即場(chǎng)源位置位于A側(cè)。由于電場(chǎng)方向由A指向B，故場(chǎng)源電荷是正電荷，故A正確。5．(2024·黑龍江省龍東南七校高二上學(xué)期期末聯(lián)考)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)A．接著勻速下滑B．將加速下滑C．減速下滑D．上述三種狀況都有可能發(fā)生解析：設(shè)斜面的傾角為θ，滑塊沒有進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，依據(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，依據(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。6．(多選)(2024·貴州省凱里市第一中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)，以相同速度垂直于電場(chǎng)線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，他們僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示，則(BD)A．a(chǎn)肯定帶負(fù)電，b肯定帶正電B．兩個(gè)粒子的速度均增大C．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大D．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大解析：依據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向，可知兩粒子帶異種電荷，但無(wú)法確定其詳細(xì)電性，故A錯(cuò)誤；由粒子受力方向與速度方向的關(guān)系，可推斷兩粒子的速度均增大，故B正確，C錯(cuò)誤；從兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡推斷，a經(jīng)過(guò)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線漸漸變得稀疏，b經(jīng)過(guò)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線漸漸變密，說(shuō)明a的加速度減小，b的加速度增大，故D正確。7．(多選)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)摸索點(diǎn)電荷，受到的電場(chǎng)力大小為F，以下說(shuō)法正確的是(AB)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．假如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)解析：依據(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)。二、非選擇題8.(11分)如圖所示，絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端連接一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電小球，要使帶電小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為α，可在空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，則當(dāng)所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)沿著什么方向時(shí)可使場(chǎng)強(qiáng)最??？最小的場(chǎng)強(qiáng)多大？這時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力多大？解析：如圖所示，帶電小球除受電場(chǎng)力外，還受自身的重力和細(xì)線的拉力，而重力的切向分力mgsinα有使小球擺下的效果，為了使小球靜止，電場(chǎng)力至少要平衡掉這個(gè)力，即電場(chǎng)力方向與水平方向成α角偏向右上方。F＝qEmin＝mgsinα，所以Emin＝eq\f(mgsinα,q)。細(xì)線對(duì)小球的拉力T＝mgcosα。eq\f(等級(jí)考訓(xùn)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(2024·上海市金山中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖是表示在同一點(diǎn)電荷電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測(cè)得的檢驗(yàn)電荷的電荷量跟它所受電場(chǎng)力的函數(shù)關(guān)系圖像，那么下列敘述正確的是(D)A．這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ea＞Eb＞Ec＞EdC．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同D．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)肯定在同始終線上解析：由F－q圖像的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)的大小得知，四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ea＞Ec＞Eb＞Ed。所以此電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A、B錯(cuò)誤；由F－q圖像的斜率正負(fù)反映場(chǎng)強(qiáng)的方向得知，a、b、d三條直線的斜率均為正值，說(shuō)明三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均為正方向，方向相同，而c圖線的斜率是負(fù)值，說(shuō)明c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樨?fù)方向。故C錯(cuò)誤；本圖力的方向只有正負(fù)兩個(gè)方向，則說(shuō)明四點(diǎn)肯定在同始終線上；故D正確，故選D。2．(2024·江西省新余市高二上學(xué)期期末)a、b兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為＋3q和－q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，a球又用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊。則平衡時(shí)可能位置是(D)解析：a球帶正電，受到的電場(chǎng)力水平向左，b球帶負(fù)電，受到的電場(chǎng)力水平向右。以整體為探討對(duì)象，整體所受的電場(chǎng)力大小為2qE，方向水平向左，分析受力如圖，則上面繩子應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)。設(shè)上面繩子與豎直方向的夾角為α，則由平衡條件得tanα＝eq\f(2qE,2mg)＝eq\f(qE,mg)以b球?yàn)樘接憣?duì)象，受力如圖。設(shè)ab間的繩子與豎直方向的夾角為β，則由平衡條件得tanβ＝eq\f(qE,mg)得到α＝β，所以依據(jù)幾何學(xué)問可知，b球在懸點(diǎn)的正下方，故D正確，ABC錯(cuò)誤。3．(多選)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(CD)A．應(yīng)放在A點(diǎn)，Q＝2qB．應(yīng)放在B點(diǎn)，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點(diǎn)，Q＝－qD．應(yīng)放在D點(diǎn)，Q＝q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)方向必需水平向左，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)。二、非選擇題4．(16分)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)量m；(2)物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。答案：(1)1kg(2)