【紅對(duì)勾】2020-2021學(xué)年人教版高中物理選修3-1作業(yè)：1-3-電場強(qiáng)度

課后作業(yè)45分鐘eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、選擇題(8×5′，共40分)1．在電場中的某點(diǎn)A放一摸索電荷＋q，它所受到的電場力大小為F，方向水平向右，則A點(diǎn)的場強(qiáng)大小EA＝eq\f(F,q)，方向水平向右．下列說法中正確的是()A．在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)摸索電荷，A點(diǎn)的場強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃驜．在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)摸索電荷，它所受的電場力方向水平向左C．在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為2q的摸索電荷，則A點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?EAD．在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為2q的摸索電荷，則它所受的電場力變?yōu)?解析：E＝eq\f(F,q)是電場強(qiáng)度的定義式，某點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向與場源電荷有關(guān)，而與放入的摸索電荷沒有任何關(guān)系，故A、C錯(cuò)，B正確；又A點(diǎn)場強(qiáng)EA肯定，放入摸索電荷所受電場力大小為F＝qEA，當(dāng)放入電荷量為2q的摸索電荷時(shí)，摸索電荷所受電場力應(yīng)為2F，故D正確．答案：BD2．如圖7所示的直線CE上，在A點(diǎn)處有一點(diǎn)電荷帶有電荷量＋4q，在B點(diǎn)處有一點(diǎn)電荷帶有電荷量－q，則直線CE上電場強(qiáng)度為零的位置是()圖7A．C點(diǎn) B．D點(diǎn)C．B點(diǎn) D．E點(diǎn)解析：A處點(diǎn)電荷形成的場強(qiáng)方向離A而去，B處點(diǎn)電荷形成的電場向B而來，A、B兩處點(diǎn)電荷的電場只有在A的左側(cè)和B的右側(cè)才能方向相反．再依據(jù)A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量，欲使兩電荷在線上某點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零，該點(diǎn)須離A較遠(yuǎn)而離B較近，故合場強(qiáng)為零的點(diǎn)，只能在B的右側(cè)，設(shè)該點(diǎn)離B點(diǎn)距離為x，則有eq\f(k·4q,2r＋x2)＝eq\f(kq,x2)即(2r＋x)2＝4x2，故x＝2r，即合場強(qiáng)為零的點(diǎn)是E點(diǎn)．答案：D3．在正電荷Q形成的電場中的P點(diǎn)放一點(diǎn)電荷，其電荷量為＋q，P點(diǎn)距Q點(diǎn)為r，＋q受電場力為F，則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為()A.eq\f(F,Q) B.eq\f(F,q)C.eq\f(kq,r2) D.eq\f(kQ,r2)解析：電場強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)中，q為檢驗(yàn)電荷的電荷量，由此可判定B正確，再將庫侖定律F＝keq\f(Qq,r2)代入上式或直接應(yīng)用點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，即可得知D選項(xiàng)正確．故本題的正確選項(xiàng)為B、D.答案：BD4．如下圖所示，正電荷q在電場中由P向Q做加速運(yùn)動(dòng)，而且加速度越來越大，由此可以判定，它所在的電場是圖中的()解析：由P向Q做加速運(yùn)動(dòng)，故該正電荷所受電場力應(yīng)向右；加速度越來越大，說明所受電場力越來越大，即從P向Q電場線應(yīng)越來越密，綜合分析可知電場應(yīng)是圖D所示．答案：D圖85．如圖8所示，AB是某電場中的一條電場線，在電場線上P處自由釋放一個(gè)負(fù)摸索電荷時(shí)，它沿直線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)．對(duì)此現(xiàn)象下列推斷中正確的是(不計(jì)電荷重力)()A．電荷向B做勻加速運(yùn)動(dòng)B．電荷向B做加速度越來越小的運(yùn)動(dòng)C．電荷向B做加速度越來越大的運(yùn)動(dòng)D．電荷向B做加速運(yùn)動(dòng)，加速度的變化狀況不能確定解析：從靜止起運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷向B運(yùn)動(dòng)，說明它受的電場力指向B.負(fù)電荷受的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反，可知此電場線的指向應(yīng)從B→A，這就有三種可能性：一是這一電場是個(gè)勻強(qiáng)電場，摸索電荷受恒定的電場力，向B做勻加速運(yùn)動(dòng)；二是B處有正點(diǎn)電荷場源，則越靠近B處場強(qiáng)越大，負(fù)電荷會(huì)受到越來越大的電場力，加速度應(yīng)越來越大；三是A處有負(fù)點(diǎn)電荷場源，則越遠(yuǎn)離A時(shí)場強(qiáng)越小，負(fù)檢驗(yàn)電荷受到的電場力越來越小，加速度越來越小．答案：D6．(2011·全國卷)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線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)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()圖9解析：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向是曲線上某點(diǎn)的切線方向，而帶負(fù)電粒子所受電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相反；又由曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡應(yīng)當(dāng)夾在合外力和速度之間并且彎向合外力一側(cè)，而又要求此過程速率漸漸減小，則電場力應(yīng)當(dāng)做負(fù)功，所以力與速度的夾角應(yīng)當(dāng)是鈍角，綜合可得D正確．答案：D圖107．(2010年海南卷)如圖10，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(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)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，E1與E2之比為()A．1∶2 B．2∶1C．2∶eq\r(3) D．4∶eq\r(3)圖11解析：設(shè)每一個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為E0；則兩點(diǎn)電荷分別在M、N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)矢量和為2E0；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，假始N為負(fù)電荷，M為正電荷，產(chǎn)生的場強(qiáng)如右圖所示，則合場強(qiáng)為E0.本題正確選項(xiàng)B.答案：B8．如下圖所示，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為q和－q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，甲球又用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在空間有水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊，則平衡時(shí)的位置可能是()圖12圖13解析：先分析乙球受力，如圖13(a)所示，乙球受到重力mg、電場力qE、庫侖力F及線拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球連線必需向右方傾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以爭辯甲、乙系統(tǒng))：甲受到重力mg、下連線拉力T2、電場力qE、庫侖力F及上連線拉力T1，如圖13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F和T2四個(gè)力的合力豎直向下，所以T1肯定豎直向上．選A.答案：A二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)圖149．如圖14所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)點(diǎn)，在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度方向轉(zhuǎn)變的角度為θ(弧度)，AB弧長為s，則AB弧中點(diǎn)的場強(qiáng)大小E＝________.解析：由題意可知帶電粒子在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力的來源就是靜電力，由題圖可知R＝eq\f(s,θ)，F(xiàn)＝meq\f(v2,R)＝mv2θ/s，所以E＝eq\f(F,q)＝eq\f(mv2θ,qs).答案：eq\f(mv2θ,qs)圖1510．如圖15，帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心．若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，依據(jù)對(duì)稱性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為________，方向________．(靜電力常量為k)．解析：點(diǎn)電荷＋q在a處產(chǎn)生的場強(qiáng)為eq\f(kq,d2)，方向水平向左，故帶電薄板在a處的場強(qiáng)為eq\f(kq,d2)，方向水平向右，由對(duì)稱性知，帶電薄板在b處的場強(qiáng)為eq\f(kq,d2)，方向水平向左．答案：eq\f(kq,d2)水平向左(或垂直于薄板向左)圖1611．一個(gè)質(zhì)量m＝30g，帶電荷量為q＝－1.7×10－8C圖17解析：如圖17所示經(jīng)受力分析可推斷出小球所受電場力方向水平向左．因此場強(qiáng)方向向右，Eq＝mgtan30°，E＝1.0×107N/C.答案：1.0×107N/C方向水平向右12．如圖18所示，帶正電小球質(zhì)量為m＝1×10－2kg，帶電荷量為q＝1×10－6C，置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn)．當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場時(shí)，該小球從靜止開頭始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，測(cè)得其速度vB＝1.5m/s，此時(shí)小球的位移為s＝0.15m．求此勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的取值范圍．(g取10m/s圖18某同學(xué)求解如下：設(shè)電場方向與水平面之間夾角為θ，由動(dòng)能定理qEscosθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0得E＝eq\f(mv\o\al(2,B),2qscosθ)＝eq\f(7.5×104,cosθ)V/m，由題可知θ>0，所以當(dāng)E>7.5×104V/m時(shí)，小球始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．經(jīng)檢查，計(jì)算無誤，該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處？若有請(qǐng)予以補(bǔ)充．解析：該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處．為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng)，電場力在豎直方向的分力必需小于等于重力qEsinθ≤mg①所以tanθ≤eq\f(\f(mg,mv\o\al(2,B)),2s)＝eq\f(2sg,v\o\al(