高中人教版物理選修3-1課時(shí)分層作業(yè)1-3電場強(qiáng)度

課時(shí)分層作業(yè)三電場強(qiáng)度(20分鐘50分)一、選擇題(本題共7小題,每小題5分,共35分)1.在電場中的某點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷,其電荷量為q,受到的電場力為F,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E=QUOTE,下列說法正確的是 ()A.若移去檢驗(yàn)電荷,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0B.若檢驗(yàn)電荷的電荷量變?yōu)?q,則該點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?EC.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)閝,則電場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小、方向均不變D.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)閝,則電場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變,但方向相反【解析】選C。該點(diǎn)的電場強(qiáng)度E=QUOTE,若移去檢驗(yàn)電荷,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度仍為E=QUOTE,故A錯(cuò)誤。若檢驗(yàn)電荷的電量變?yōu)?q,檢驗(yàn)電荷所受的電場力為4F,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度仍為E=QUOTE,故B錯(cuò)誤;若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)閝,該點(diǎn)的場強(qiáng)大小方向均不變,故C正確;若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)閝,檢驗(yàn)電荷所受的電場力為F,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度仍為E=QUOTE,故D錯(cuò)誤。2.下列各電場中,A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是 ()【解析】選C。A圖中,A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向不同;B圖中A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)的方向相同,但大小不等;C圖中是勻強(qiáng)電場,則A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向相同;D圖中A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向均不相同。3.如圖所示是靜電場的一部分電場線分布,下列說法中正確的是 ()A.這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場B.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的靜電力比在B點(diǎn)處受到的靜電力大C.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的靜電力的方向沿B點(diǎn)切線方向【解析】選B。因?yàn)?孤立)負(fù)點(diǎn)電荷的電場線是自四周無窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)電荷的球?qū)ΨQ分布,而圖中的電場線分布不具備這種特點(diǎn),所以它不可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因電場線越密處場強(qiáng)越大,故由圖知場強(qiáng)EA>EB。又因點(diǎn)電荷q在電場中所受靜電力F=qE∝E,故靜電力FA>FB,選項(xiàng)B正確;由牛頓第二定律知,加速度a=QUOTE∝F,而FA>FB,故aA>aB。選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因“B點(diǎn)切線方向”即B點(diǎn)場強(qiáng)方向,而負(fù)電荷所受靜電力的方向與場強(qiáng)方向相反,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.A、B是一條電場線上的兩個(gè)點(diǎn),一帶負(fù)電的微粒僅在電場力作用下以一定的初速度從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其vt圖象如圖甲所示。則此電場的電場線分布可能是圖乙中的 ()【解析】選A。由甲圖可知,微粒的速度減小,圖線的斜率逐漸增大,加速度增大,電場強(qiáng)度逐漸變大,從A到B電場線逐漸變密。綜合分析知,負(fù)電荷是順著電場線運(yùn)動(dòng),由電場線疏處到達(dá)密處,所以A正確,B、C、D錯(cuò)誤。5.(多選)如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在這條線上有A、B兩點(diǎn),用EA、EB表示A、B兩處的場強(qiáng),則 ()A.A、B兩處的場強(qiáng)方向相同B.因?yàn)锳、B在一條電場線上,且電場線是直線,所以EA=EBC.電場線從A指向B,所以EA>EBD.不知A、B附近電場線的分布情況,EA、EB的大小不能確定【解析】選A、D。電場線的切線方向指場強(qiáng)方向,所以A對(duì);電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小,只有一條電場線的情況下不能判斷場強(qiáng)大小。6.(2019·全國卷Ⅰ)如圖,空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場,兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直,則 ()A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負(fù)電荷C.P帶正電荷,Q帶負(fù)電荷D.P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷【解析】選D。若P和Q都帶正電荷,Q在水平方向所受電場力的合力水平向右,細(xì)繩不可能恰好與天花板垂直,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若P和Q都帶負(fù)電荷,P在水平方向受電場力的合力水平向左,細(xì)繩不可能恰好與天花板垂直,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若P帶正電荷,Q帶負(fù)電荷,P在水平方向受電場力的合力水平向右,Q在水平方向所受電場力的合力向左,兩細(xì)繩不可能都恰好與天花板垂直,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;如P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷,P在水平方向受電場力的合力可能為0,Q在水平方向所受電場力的合力也可能為0,故選項(xiàng)D正確。7.(多選)如圖所示,懸線下掛著一個(gè)帶正電的小球,它的質(zhì)量為m、電荷量為q,整個(gè)裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度為E,下列說法正確的是()A.小球平衡時(shí),懸線與豎直方向夾角的正切值為QUOTEB.若剪斷懸線,則小球做曲線運(yùn)動(dòng)C.若剪斷懸線,則小球做勻速運(yùn)動(dòng)D.若剪斷懸線,則小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選A、D。對(duì)小球受力分析如圖,可知tanα=QUOTE,A正確;剪斷懸線后,小球受qE和mg的合力為定值,所以小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),D正確。二、非選擇題(15分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)8.如圖所示,在邊長為l的正方形四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D上依次放置電荷量為+q、+q、+q和q的點(diǎn)電荷,求正方形中心O點(diǎn)的電場強(qiáng)度。【解析】由對(duì)稱性原理可知:若正方形四個(gè)頂點(diǎn)處均放置相同電荷量的電荷,則中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為零,因此可把D點(diǎn)的電荷q等效為兩部分:+q和2q。+q和另外三個(gè)點(diǎn)電荷在中心O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零,2q在中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為E=QUOTE=QUOTE,故正方形中心O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E=QUOTE,方向沿OD連線由O指向D。答案:QUOTE,方向沿OD連線由O指向D。(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.(多選)關(guān)于電場線的下列說法中正確的是 ()A.電場線是真實(shí)存在的B.電場線既能反映電場的強(qiáng)弱,也能反映電場的方向C.只要初速度為零,正電荷必將沿電場線方向移動(dòng)D.勻強(qiáng)電場的電場線分布是均勻、相互平行的直線【解析】選B、D。電場線是人為假想的曲線,不是真實(shí)存在的,故A錯(cuò)誤;電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱,切線方向表示場強(qiáng)的方向,故B正確;若電場線是曲線,則電荷并不沿電場線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;勻強(qiáng)電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向處處相同,電場線是一組均勻的平行直線,故D正確。2.(多選)圖(a)中AB是一個(gè)點(diǎn)電荷電場中的一條電場線,圖(b)則是放在電場線上a、b處的試探電荷的電荷量與所受電場力的值之間的函數(shù)關(guān)系圖線,則下列情況可能的是 ()A.場源是正電荷,位于A點(diǎn)B.場源是正電荷,位于B點(diǎn)C.場源是負(fù)電荷,位于A點(diǎn)D.場源是負(fù)電荷,位于B點(diǎn)【解析】選A、C。根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=QUOTE可知,Fq圖象的斜率大小的物理意義就是電場強(qiáng)度E的大小,則Ea>Eb。再由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQUOTE可知,E∝QUOTE,可得ra<rb,故無論場源電荷是正電荷還是負(fù)電荷,均應(yīng)位于A點(diǎn),故選項(xiàng)A、C正確。3.AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑,圓心為O。將電荷量分別為+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Q ()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】選C。由平行四邊形定則得出+q和q在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)水平向右,大小等于其中一個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小。要使圓心處的電場強(qiáng)度為零,則應(yīng)在C點(diǎn)放一個(gè)電荷量Q=q的點(diǎn)電荷,故C選項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn),在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,除A點(diǎn)處的電荷量為q外,其余各點(diǎn)處的電荷量均為+q,則圓心O處 ()A.場強(qiáng)大小為QUOTE,方向沿OA方向B.場強(qiáng)大小為QUOTE,方向沿AO方向C.場強(qiáng)大小為QUOTE,方向沿OA方向D.場強(qiáng)大小為QUOTE,方向沿AO方向【解析】選A。若A點(diǎn)處放置帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷,則O處場強(qiáng)為零。故可等效為A點(diǎn)處放置電荷量分別為2q和+q的兩個(gè)點(diǎn)電荷,合場強(qiáng)大小為QUOTE,方向沿OA方向。故A正確。4.均勻帶電球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示,在半球面AB上均勻分布著正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線。在軸線上有M、N兩點(diǎn),OM=ON=2R,已知M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E,則N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為 ()A.QUOTEE B.QUOTEC.QUOTEE D.QUOTE+E【解析】選A。若將帶電量為2q的球面放在O處,均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場,則在M、N點(diǎn)所產(chǎn)生的電場為E=QUOTE=QUOTE。由題知當(dāng)半球面(如圖所示)產(chǎn)生的場強(qiáng)為E,則N點(diǎn)的場強(qiáng)為:E′=QUOTEE。5.如圖所示,電量為+q和q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn),正方體范圍內(nèi)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)有 ()A.體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B.體中心和各邊中點(diǎn)C.各面中心和各邊中點(diǎn)D.體中心和各面中心【解析】選D。根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E=QUOTE及正方體的對(duì)稱性可知,正方體的體中心點(diǎn)及各面的中心點(diǎn)處場強(qiáng)為零,D正確。6.(多選)用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點(diǎn)的強(qiáng)弱。如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場的電場線,圖乙是場中的一些點(diǎn):O是電荷連線的中點(diǎn),E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱。則 ()A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較,O的場強(qiáng)最強(qiáng)D.B、O、C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng)【解析】選A、C。由對(duì)稱性可知,B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均相同,A正確;A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相同,方向也相同,B錯(cuò)誤;在兩電荷連線的中垂線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng),在兩點(diǎn)電荷連線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最弱,C正確、D錯(cuò)誤。二、非選擇題(14分。要有必要的文字