2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)3電場強(qiáng)度含解析粵教版選修3-1

PAGE6-電場強(qiáng)度(時間：40分鐘分值：100分)選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．(多選)下列關(guān)于電場和電場強(qiáng)度的說法正確的是()A．電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用B．電場是人為設(shè)想出來的，其實并不存在C．某點的場強(qiáng)越大，則同一電荷在該點所受到的電場力越大D．某點的場強(qiáng)方向為摸索電荷在該點受到的電場力的方向AC[電場是電荷四周客觀存在的一種特別物質(zhì)，電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，不是假想的，故A正確，B錯誤；由E＝eq\f(F,q)得，F(xiàn)＝Eq，當(dāng)q肯定時，E越大，F(xiàn)越大，所以C正確；場強(qiáng)方向規(guī)定為正電荷在該點所受的電場力方向，與負(fù)電荷所受的電場力的方向相反，D錯誤．]2．一個摸索電荷q，在電場中某點受到的電場力為F，該點的場強(qiáng)為E，下列選項中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是()C[本題考查的學(xué)問點是電場強(qiáng)度與電場本身、摸索電荷的關(guān)系．電場強(qiáng)度E由電場本身確定，與摸索電荷無關(guān)，即E不與F成正比，也不與q成反比，但F與q成正比．故正確答案為C.]3．(多選)四種電場中分別標(biāo)有a、b兩點，兩點電場強(qiáng)度相同的是()甲乙丙丁A．甲圖：與點電荷等距的a、b兩點B．乙圖：等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點C．丙圖：等量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點D．丁圖：勻強(qiáng)電場中的a、b兩點BD[A項甲圖中兩點電場線方向不同，故電場強(qiáng)度的方向不同，故A錯誤；B項a、b兩點電場線方向均為水平向左，且兩點關(guān)于連線對稱，電場強(qiáng)度相等，故B正確；C項a、b兩點的場強(qiáng)方向不同，故C錯誤；D項a、b兩點都處在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度相同，故D正確]4．(多選)把質(zhì)量為m的正點電荷q，在電場中從靜止釋放，在它運動過程中假如不計重力，下述正確的是()A．點電荷運動軌跡必與電場線重合B．點電荷的速度方向，必定和所在點的電場線的切線方向一樣C．點電荷的加速度方向，必與所在點的電場線的切線方向一樣D．點電荷的受力方向，必與所在點的電場線的切線方向一樣CD[明確受力方向和加速度方向與電場線的方向的關(guān)系．正點電荷q由靜止釋放，假如電場線為直線，電荷將沿電場線運動，電場線假如是曲線，電荷肯定不沿電場線運動(因為假如沿電場線運動，其速度方向與受力方向重合，不符合曲線運動的條件)，故A選項不正確；由于點電荷做曲線運動時，其速度方向與電場力方向不再一樣(初始時刻除外)，故B選項不正確；而點電荷的加速度方向，也即電荷所受電場力方向必與該點場強(qiáng)方向一樣，即與所在點的電場線的切線方向一樣，故C、D選項正確．]5．如圖為金屬球放入勻強(qiáng)電場后電場線的分布狀況．設(shè)該電場中A、B兩點的電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB，則A、B兩點()A．EA＝EB，電場方向相同B．EA<EB，電場方向相同C．EA>EB，電場方向不同D．EA<EB，電場方向不同D[電場線的疏密表示電場強(qiáng)弱，由題圖可知，B點密集，A點稀疏，故EA<EB，又某點的電場方向為電場線上該點的切線方向，A、B兩點的電場方向不同，故A、B、C錯誤，D正確．]6．如圖所示，真空中O點有一點電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點，a點的場強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點的場強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角．關(guān)于Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()A．Ea＝eq\f(\r(3),3)Eb B．Ea＝eq\f(1,3)EbC．Ea＝eq\r(3)Eb D．Ea＝3EbD[由題圖可知，rb＝eq\r(3)ra，再由E＝eq\f(kQ,r2)可知，eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(b)),req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(a)))＝eq\f(3,1)，Ea＝3Eb，故D項正確．]7．如圖所示的電場中，一帶電質(zhì)點從P點沿著電場線方向運動，若只受電場力作用，質(zhì)點加速度漸漸增大的是()ABCDB[電場線疏密表示電場強(qiáng)度的大小，沿電場線的方向．A選項中電場強(qiáng)度減??；B選項中電場強(qiáng)度增大；C選項中電場強(qiáng)度不變；D選項中電場強(qiáng)度先增大后減小，再由a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)知，a∝E，故本題選B.]8.點電荷A和B，分別帶正電和負(fù)電，電量分別為4Q和Q，在AB連線上，如圖所示，電場強(qiáng)度為零的地方在()A．A和B之間 B．B左側(cè)C．A右側(cè) D．A的右側(cè)及B的左側(cè)B[依據(jù)點電荷電場公式E＝keq\f(q,r2)可知，在A和B之間時，由于兩個電荷產(chǎn)生的電場方向相同，所以合電場肯定不為零，故A錯誤；假如在B的左側(cè)，電荷A產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向左，B產(chǎn)生的電場強(qiáng)度向右，電場強(qiáng)度方向相反，但由于A的電量大于B的電量，且A較遠(yuǎn)，由點電荷場強(qiáng)公式E＝keq\f(q,r2)可知，在同一點電場強(qiáng)度大小可能相等，所以合場強(qiáng)可能為零，B正確；假如在A的右側(cè)，兩個電場方向一個向左，一個向右，但是距離A較近，并且A的電荷量大，所以兩個電場的矢量和不行能為零，C、D錯誤．]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)A、B兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出)，如圖所示．圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱．則下列說法中正確的是()A．這兩點電荷肯定是同種電荷B．這兩點電荷肯定是異種電荷C．D、C兩點電場強(qiáng)度相等D．C點的電場強(qiáng)度比D點的電場強(qiáng)度大BD[由題圖可知，電場線關(guān)于中垂線對稱，兩點電荷肯定是等量異種電荷，A錯誤，B正確；中垂線上，C點場強(qiáng)最大，離C點越遠(yuǎn)，場強(qiáng)越小，C錯誤，D正確．]2.一負(fù)電荷從電場中A點由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到B點，它運動的速度—時間圖象如圖所示．則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布狀況可能是下列選項中的()C[由v-t圖知，負(fù)電荷的加速度越來越大，可知A→B電場線越來越密，負(fù)電荷僅在電場力作用下由靜止釋放肯定逆著電場線運動，所以只有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的兩點電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對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適當(dāng)?shù)狞c電荷Q，則該點電荷Q()A．應(yīng)放在A點，Q＝2q B．應(yīng)放在B點，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點，Q＝－q D．應(yīng)放在D點，Q＝－qC[依據(jù)平行四邊形定則，可知＋q和－q在O點產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小等于其中一個點電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小，方向水平向右，要使圓心處的電場強(qiáng)度為零，應(yīng)在C點放一個電荷量Q＝－q的點電荷或在D點放一個電荷量Q＝＋q的點電荷，C選項正確．]4.直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于y軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖．M、N兩點各固定一正點電荷，一電量為Q的負(fù)點電荷置于O點時，G點處的電場強(qiáng)度恰好為零．靜電力常量用k表示．若將該負(fù)點電荷移到G點，則H點處場強(qiáng)的大小和方向分別為()A．eq\f(3kQ,4d2)，沿x軸正向 B．eq\f(3kQ,4d2)，沿x軸負(fù)向C．eq\f(5kQ,4d2)，沿x軸正向 D．eq\f(5kQ,4d2)，沿x軸負(fù)向A[G點處的電場強(qiáng)度恰好為零，說明負(fù)電荷在G點產(chǎn)生的場強(qiáng)與兩個正電荷在G點產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小相等方向相反，依據(jù)點電荷的場強(qiáng)公式可得，負(fù)電荷在G點的場強(qiáng)為eq\f(kQ,d2)，兩個正電荷在G點的合場強(qiáng)也為eq\f(kQ,d2)，當(dāng)負(fù)點電荷移到G點時，負(fù)電荷與H點的距離為2d，負(fù)電荷在H點產(chǎn)生的場強(qiáng)為eq\f(kQ,4d2)，方向沿x軸負(fù)方向，由于GH對稱，所以兩個正電荷在G點和H點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等方向相反，大小為eq\f(kQ,d2)，在H點的方向沿x軸正方向，所以H點處合場強(qiáng)的大小為E＝eq\f(kQ,d2)－eq\f(kQ,4d2)＝eq\f(3kQ,4d2)，方向沿x軸正方向，故A正確，B、C、D錯誤．]二、非選擇題(28分)5.(14分)如圖所示，半徑為R的橡膠圓環(huán)，勻稱帶有電荷量為Q的正電荷，現(xiàn)從環(huán)上截去長Δs的一小段，若Δs?R，且圓環(huán)剩余部分的電荷分布不變，則求圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小和方向．[解析]因為圓環(huán)上電荷分布的對稱性，原來圓心處的合場強(qiáng)為零，當(dāng)截掉一小段Δs后，其余部分的電荷分布不變，則只有Δs正對的另一端的同樣一小段上的電荷產(chǎn)生的電場沒有抵消，即為后來圓心處的場強(qiáng)．單位長度帶電荷量δ＝eq\f(Q,2πR)，Δs長的一段帶電荷量q＝Δsδ＝eq\f(QΔs,2πR).因Δs?R，q可看作點電荷，所以圓心處場強(qiáng)E＝keq\f(q,R2)＝eq\f(kQΔs,2πR3)，方向由O指向Δs.[答案]eq\f(kQΔs,2πR3)由O指向Δs6.(14分)在一個點電荷Q的電場中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為2m和5m.已知放在A、B兩點的摸索電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，電場力的大小跟摸索電荷所帶電荷量大小的關(guān)系圖象如圖中直線a、b所示，放在A點的摸索電荷帶正電，放在B(1)B點的電場強(qiáng)度的大小和方向．(2)試推斷點電荷Q的電性，并確定點電荷Q位置坐標(biāo)．[解析](1)由題圖可得B點電場強(qiáng)度的大小EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(1,0.4)N/C＝2.5N/C.因B點的摸索電荷帶負(fù)電，而受力指向x軸的正方向，故B點場強(qiáng)的方向沿x軸負(fù)方向．(2)因A點的正電荷受力和B點的負(fù)電