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課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)(三)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度A級(jí)合格達(dá)標(biāo)1.下列說法正確的是()A.電場(chǎng)和電場(chǎng)線一樣,是人為設(shè)想出來的,其實(shí)并不存在B.根據(jù)F=eq\f(kq1q2,r2),當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí),電場(chǎng)力將趨向無(wú)窮大C.從公式E=eq\f(F,q)來看,場(chǎng)強(qiáng)大小E與F成正比,與q成反比D.電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大解析:電場(chǎng)是客觀存在的,而電場(chǎng)線是人為設(shè)想出來的,其實(shí)并不存在,故A錯(cuò)誤;公式F=eq\f(kq1q2,r2)是滿足點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力,當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí),兩個(gè)電荷不再滿足是點(diǎn)電荷,不能再用公式分析,故B錯(cuò)誤;公式E=eq\f(F,q)是比值定義的電場(chǎng)強(qiáng)度,則場(chǎng)強(qiáng)大小E由場(chǎng)源決定,與F、q均無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的密度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大,故D正確;故選D.答案:D2.圖1是描述一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,圖2則是放在電場(chǎng)線上a、b處的試探正電荷的電荷量與所受電場(chǎng)力的值之間的函數(shù)關(guān)系圖線,向右為正方向,則下列情況正確的是()A.場(chǎng)源是正電荷,位于a點(diǎn)左側(cè)B.場(chǎng)源是正電荷,位于b點(diǎn)右側(cè)C.場(chǎng)源是負(fù)電荷,位于a點(diǎn)左側(cè)D.場(chǎng)源是負(fù)電荷,位于b點(diǎn)右側(cè)解析:由E=eq\f(F,q)可得Fq圖線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,可知Ea>Eb.由題意知,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式E=eq\f(kQ,r2)可知ra>rb,則場(chǎng)源為正電荷,位于a點(diǎn)左側(cè),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.故選A.答案:A3.用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱.如圖是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線,A、B為同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同B.兩個(gè)電荷連線(直線)上的場(chǎng)強(qiáng),連線中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小C.將一正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放一定會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)D.兩個(gè)電荷連線(直線)的中垂線上任意一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同,大小也相同解析:電場(chǎng)線的切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)的方向,因此A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同,故A錯(cuò)誤;依據(jù)電場(chǎng)線的疏密,來體現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱,因此兩個(gè)電荷連線(直線)上的場(chǎng)強(qiáng),連線中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小,故B正確;若將一正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,假設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡是這條電場(chǎng)線,則粒子做曲線運(yùn)動(dòng),而粒子的受力時(shí)刻沿電場(chǎng)線的切線即軌跡的切線,與粒子做曲線運(yùn)動(dòng)受力指向軌跡凹側(cè)相矛盾,因此運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)沿著電場(chǎng)線從A到B,故C錯(cuò)誤;依據(jù)電場(chǎng)線的疏密,來體現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱,因此中垂線上,從兩個(gè)電荷連線中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn),場(chǎng)強(qiáng)越來越小,電場(chǎng)線的切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)的方向,因此中垂線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一致,故D錯(cuò)誤.答案:B4.在電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=keq\f(Q,r2)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以O(shè)點(diǎn)為圓心,r為半徑作一圓,a、b、c、d為圓周上四點(diǎn),如圖所示.在O點(diǎn)固定一帶電荷量為-Q的點(diǎn)電荷,則a、b、c、d各點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.Ea=0 B.Eb=eq\r(2)EC.Ed=0 D.Ec=2E解析:-Q的點(diǎn)電荷在a、b、c、d四點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E′=keq\f(Q,r2),方向分別由a、b、c、d四點(diǎn)沿半徑指向O點(diǎn),且大小E=E′.在a、c兩點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向與-Q點(diǎn)電荷在a、c兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E′方向垂直,由電場(chǎng)強(qiáng)度合成定則,可得a、c兩點(diǎn)合電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為Ea=Ec=eq\r(E2+E′2)=eq\r(2)E;在b點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向與-Q點(diǎn)電荷的電場(chǎng)E′方向相同,該點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Eb=2E;在d點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向與-Q點(diǎn)電荷的電場(chǎng)E′方向相反,該點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ed=0,A、B、D錯(cuò)誤,C正確.答案:C5.如圖所示,正電荷q在電場(chǎng)力的作用下由P向Q做加速運(yùn)動(dòng),而且加速度越來越大,那么可以判定,它所在的電場(chǎng)是圖中()解析:正電荷在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與受力方向應(yīng)相同;加速度越來越大,電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)越來越大,對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線應(yīng)越來越密,故D正確.故選D.答案:D6.如圖所示,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為l,B、D兩頂點(diǎn)上同定著兩個(gè)點(diǎn)電荷,若在頂點(diǎn)C上放置一帶電量為+Q的點(diǎn)電荷,則A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)恰好為零,若將該點(diǎn)電荷移至正方形中心處,則A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為()A.keq\f(3Q,2l2),由A指向CB.keq\f(3Q,2l2),由C指向AC.keq\f(2Q,l2),由A指向CD.keq\f(2Q,l2),由C指向A解析:在頂點(diǎn)C上放置一帶電量為+Q的點(diǎn)電荷,則A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)恰好為零,則B、D點(diǎn)在A點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)與C點(diǎn)在A點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)等大反向,EBD=keq\f(Q,(\r(2)l)2),由A指向C,將該點(diǎn)電荷移至正方形中心處,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為EA=keq\f(Q,(\f(\r(2),2)l)2)-keq\f(Q,(\r(2)l)2)=keq\f(3Q,2l2),由C指向A.故選B.答案:B7.如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn),相距為eq\r(3)d.已知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與ab連線垂直,b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab連線成30°角.則點(diǎn)電荷Q的電性和b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.負(fù)電,4E B.負(fù)電,eq\f(E,4)C.正電,eq\f(E,4) D.正電,4E解析:依題意將場(chǎng)強(qiáng)Ea、Eb反向延長(zhǎng),交點(diǎn)即為點(diǎn)電荷所在的位置,可知電場(chǎng)方向向內(nèi),即指向點(diǎn)電荷本身,故該點(diǎn)電荷帶負(fù)電;根據(jù)幾何知識(shí)可得,a點(diǎn)到Q的距離為ra=d,則b點(diǎn)到Q的距離為rb=2d.a、b兩點(diǎn)到Q的距離之比為1∶2,由E=keq\f(Q,r2)可得a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)之比為Ea∶Eb=4∶1,得出Eb=eq\f(Ea,4)=eq\f(E,4),故選B.答案:BB級(jí)等級(jí)提升8.實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線,從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子,a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受靜電力作用),則()A.a(chǎn)一定帶正電,b一定帶負(fù)電B.靜電力對(duì)a做正功,對(duì)b做負(fù)功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:由題圖知,b粒子的軌跡向右彎曲,b粒子受到的電場(chǎng)力方向向右,a的軌跡向左彎曲,a粒子受到的電場(chǎng)力方向向左,由于電場(chǎng)線方向未知,因此無(wú)法確定兩個(gè)粒子的電性,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由題圖知,電場(chǎng)力方向與粒子速度方向的夾角都是銳角,所以電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)粒子都做正功,動(dòng)能都增大,速度都增大,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;向左電場(chǎng)線越來越疏,場(chǎng)強(qiáng)越來越小,則a所受電場(chǎng)力減小,加速度減小,b所受電場(chǎng)力增大,加速度增大,選項(xiàng)D正確.答案:D9.(多選)圖甲為某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,A、B為電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一電子以某一速度沿電場(chǎng)線由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,其速度—時(shí)間圖像如圖乙所示,則下列敘述正確的是()A.場(chǎng)強(qiáng)大小EA<EBB.場(chǎng)強(qiáng)大小EA>EBC.Q是正電荷,在B的右側(cè)D.Q是負(fù)電荷,在A的左側(cè)解析:由題圖乙可知,電荷做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng).所以由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,由牛頓第二定律可知,電場(chǎng)力在減小,由F=Eq知,E在減小,所以EA>EB,故A錯(cuò)誤,B正確;由于A到B的過程中電子運(yùn)動(dòng)速度增加,根據(jù)動(dòng)能定理可知,電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功,所以電場(chǎng)線的方向由B指向A,又EA>EB,場(chǎng)源電荷Q為負(fù)電荷且在A的左側(cè),故C錯(cuò)誤,D正確.故選BD.答案:BD10.如圖所示,一帶電荷量為q=-5×10-3C,質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊處于一傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面上,當(dāng)整個(gè)裝置處于一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí),小物塊恰處于靜止?fàn)顟B(tài)(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;(2)若從某時(shí)刻開始,電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的eq\f(1,2),求物塊下滑距離L=1.5m時(shí)的速度大?。馕觯?1)小物塊受力如圖所示.由受力平衡,得qE-Nsinθ=0,①mg-Ncosθ=0,②由①②得E=eq\f(mgtanθ,q),代入數(shù)據(jù),得E=150N/C.(2)由牛頓第二定律,得mgsinθ-eq\f(Eq,2)cosθ=ma,③又v2=2aL,④由③④得v=eq\r(gLsinθ),代入數(shù)據(jù),得v=3m/s.答案:(1)150N/C(2)3m/s11.如圖所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm的絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m=0.4kg的帶電小球懸掛在天花板上,空間中存在方向水平向右、大小為E=3×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2).(1)分析小球的帶電性質(zhì);(2)求細(xì)線的拉力;(3)求小球的電荷量.解析:(1)對(duì)小球受力分析,由題意可知小球受沿電場(chǎng)方向的電場(chǎng)力,所以小球帶正電.(2)小球受重力、向右的電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力,處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示:則有cos37°=eq\f(mg,T),解得細(xì)線的拉力T=eq\f(mg,
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