2015_2016学年高中物理1.3电场强度同步练习新人教版选修3_1+2015_2016学年高中物理1.4电势能和电势同步练习新人教版选修3_1

1、2015_2016学年高中物理1.3电场强度同步练习新人教版选修3_13电场强度A组1.(多选)关于电场线的说法正确的是()A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只在静电力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受静电力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的解析:正电荷的受力方向沿着电场线的切线方向,负电荷的受力方向沿着电场线切线的反方向,并且电场线不一定和电荷运动轨迹重合,所以选项A、B错误;电场线的疏密程度表示电场强度大小,同一电荷所受静电力与电场强度成正比,所以选项C正确;静电场的电场线从正电荷(或无穷远)出发,终止于无穷远(或负电荷),且不闭合,所以选项D正确。答案

2、:CD2.有关电场强度的定义式E=的说法正确的是()A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是试探电荷所受到的力,q是产生电场的电荷所带的电荷量C.电场强度方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的静电力大小与该点电场强度的大小成正比解析:定义式E=对任何电场都适用,所以选项A错误;公式中F是试探电荷在这一点所受的静电力大小,q是指试探电荷的电荷量,所以选项B错误;电场强度方向与正电荷在该点所受静电力F的方向相同,与负电荷所受静电力F的方向相反,所以选项C错误;由定义式可得F与E成正比,所以选项D正确。答案:D3.一个检验电荷q在电场中某点受到的静电力为F,这点的电场强度为E,

3、在图中能正确反映q、E、F三者关系的是()解析:电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的检验电荷及其所受静电力无关,选项A、B错误;检验电荷在该点受到的静电力F=Eq,F正比于q,选项C错误,选项D正确。答案:D4.一带负电荷的质点,在静电力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()解析:根据质点沿曲线abc从a运动到c且速率递减可知,质点的速度改变量不可能沿切线方向,只可能沿左下方向,即加速度的方向沿此方向,质点所受静电力的方向沿此方向,由于质点带负电,故知电场方向可能沿右上方向,选项D

4、正确。答案:D5.如图所示的四个电场的电场线,其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷,A图中虚线是一个圆(M、N为圆上的不同点),B图中几条直线间距相等且互相平行,则在图中M、N处电场强度相等的是()解析:A中M、N两点电场强度大小相等、方向不同;B中M、N两点电场强度大小、方向都相同;C中M、N两点电场强度大小不等、方向相同;D中M、N两点电场强度大小、方向都不同。答案:B6.在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷所受静电力跟其电荷量的函数关系图象如图所示,下列叙述正确的是()A.这个电场是匀强电场B.Ed>Ea>Eb>EcC.Ea>Eb>

5、;Ed>EcD.无法确定四个点的电场强度大小关系解析:题图中给出了a、b、c、d四个位置处试探电荷的电荷量和所受静电力大小的变化关系。由电场强度的定义式E=可知,斜率的绝对值越大,对应电场强度越大。故答案为B。答案:B7.(多选)如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点,若带电粒子在运动中只受静电力作用,则由此图可作出正确判断的是()A.带电粒子带负电荷B.带电粒子带正电荷C.带电粒子所受静电力的方向向左D.带电粒子做匀变速运动解析:由运动轨迹的弯曲特点可知,带电粒子受水平向左的静电力作用,故粒子带负电荷,由于粒子在匀强电场中运动

6、,则粒子受静电力是恒定的,可知粒子运动的加速度大小不变,故正确答案为A、C、D。答案:ACD8.在真空中有一匀强电场,电场中有一质量为0.01 g,电荷量为-2×10-8 C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,g取10 m/s2,求电场强度的大小和方向。解析:带电尘埃做匀速直线运动,由平衡条件可得mg=Eq解得E=5×103 N/C由于尘埃带负电,所以电场强度的方向与尘埃所受静电力的方向相反,即竖直向下。答案:5×103 N/C竖直向下9.如图所示,A为带正电且电荷量为Q的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处用绝缘细线悬挂一质量为m、带正电且电荷量为q的小球,

7、小球受水平向右的静电力偏转角而静止,试求小球所在处的电场强度。(小球半径可忽略)解析:分析小球受力可知,F电=mgtan 所以小球所在处的电场强度E=,小球带正电荷,因此电场强度方向水平向右。答案:E=,方向水平向右B组1.(多选)由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点()A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比B.无论试探电荷所带的电荷量如何变化,始终不变C.电场中某点的电场强度为零,则在该点的电荷受到的静电力一定为零D.一个不带电的小球在P点受到的静电力为零,则P点的电场强度一定为零解析:电场强度是由电场本身所决定的物理量,是客观存在的,与放不放试探电荷无关。电场的基本性质是它对放入其中

8、的电荷有静电力的作用,F=Eq。若电场中某点的电场强度E=0,那么F=0,若小球不带电q=0,F也一定等于零,选项B、C正确。答案:BC2.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q()A.应放在A点,Q=2qB.应放在B点,Q=-2qC.应放在C点,Q=-qD.应放在D点,Q=-q解析:+q与-q在圆心O处产生的合电场强度为E=,方向由O指向D,要使圆心O处电场强度为0,则应在C点放Q=-q或D点放Q=q的点电荷,故选C。答

9、案:C3.(多选)某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,粒子由M运动到N,以下说法正确的是()A.粒子必定带负电荷B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能解析:根据电荷运动轨迹弯曲的情况,可以确定点电荷受静电力的方向沿电场线方向,故此点电荷带正电,选项A错误。由于电场线越密,电场强度越大,点电荷受静电力就越大,根据牛顿第二定律可知,其加速度也越大,故此点电荷在N点加速度大,选项B错误,选项C正确。粒子从M点到N点,静电力做正功,根据动能定理得,此点电荷在N点动能大,

10、故选项D正确。答案:CD4.如图所示,用30 cm的细线将质量为4×10-3 kg的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右、大小为1×104 N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态。(g取10 N/kg)(1)分析小球的带电性质及所带电荷量;(2)若把细绳剪断,小球做什么性质的运动?解析:(1)对小球受力分析,如图。所受静电力F与电场强度方向相同,所以小球带正电。由平衡条件知,Eq=mgtan 37°解得q=3×10-6 C。(2)由受力分析可知静电力恒定、重力恒定,故其合力亦恒定。F合=mg剪断细绳后,小球将做初速度为零的匀

11、加速直线运动,加速度为a=g=12.5 m/s2。答案:(1)带正电3×10-6 C(2)见解析2015_2016学年高中物理1.4电势能和电势同步练习新人教版选修3_14电势能和电势A组1.下列说法正确的是()A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零C.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立解析:静电力做功和电荷运动路径无关,所以选项A错误;静电力

12、做功只和电荷的初末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,静电力对负电荷做正功,选项C错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项D错误。答案:B2.在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,则()A.B点的电场强度一定比A点大B.电场线方向一定从B指向AC.B点的电势一定比A点高D.该电荷的动能一定减少解析:从A到B,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qA<qB

13、,即A<B,故选项C正确;电场线不一定是直线,选项B错误;该电荷除了受静电力,是否还受其他力不清楚,选项D错误;条件不足,无法判断A、B两点电场强度的大小,选项A错误。答案:C3.(多选)如图所示为一组电场线,电场中有A、B两点,下列判断正确的是()A.电势A>B,电场强度EA>EBB.电势A>B,电场强度EA<EBC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA>EpB解析:从题图可以看出,B处电场线较密,故电场强度EA<EB,沿电场线方向,电势降低,故电势A>B

14、,选项A错误,B正确;正电荷受静电力方向与电场线方向相同,从A向B移动时静电力做正功,电势能减少,负电荷受静电力方向与电场线方向相反,从A移动到B时,静电力做负功,电势能增加,即电势能EpA<EpB,选项C正确,D错误。答案:BC4.如图所示,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是()A.两点的电场强度等大、反向B.P点电场更强C.两点电势一样高D.Q点的电势较低解析:P点电场线较疏,Q点电场线较密,所以Q点电场强度更强,选项A、B错误。P、Q两点在同一条等势线上,所以两点电势一样高,选项C正确,选项D错误。答案:C5.将一正电荷从无穷

15、远处移至电场中M点,静电力做功为6.0×10-9 J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,静电力做功为7.0×10-9 J,则M、N两点的电势M、N有如下关系()A.M<N<0B.N>M>0C.N<M<0D.M>N>0解析:取无穷远处电势=0。对正电荷有WM=0-EpM=-qM,M=- V;对负电荷有WN=EpN-0=-qN,N=- V,所以N<M<0,选项C正确。答案:C6.(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的两点,下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点电场强度

16、一定大于N点电场强度C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功解析:沿电场线方向电势逐渐降低,M点电势一定高于N点电势,选项A正确;因电场线越密的区域电场强度越大,由题图可知,N点电场强度大于M点电场强度,选项B错误;由Ep=q可知,正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,选项C正确;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,选项D错误。答案:AC7.把q=1.0×10-8 C的电荷从无穷远处移到电场中的A点,克服静电力做功W=1.2×10-4 J。(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q在未移

17、入电场前A点的电势是多少?解析:(1)静电力做负功,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,电势能的变化量等于静电力做的功,即WA=Ep-EpA=0-EpA。所以EpA=-WA=W=1.2×10-4 J,A= V=1.2×104 V。(2)A点的电势是由电场本身决定的,跟A点是否有电荷存在无关,所以q在移入电场前,A点的电势仍为1.2×104 V。答案:(1)1.2×10-4 J1.2×104 V(2)1.2×104 V8.如图所示,在电场强度为E=104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1 m的绝

18、缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=5×10-6 C的带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化?解析:静电力做功与路径无关。在小球由A运动到最低点B的过程中,静电力对小球做的正功为W=qEl=5×10-6×104×1 J=0.05 J静电力对小球做正功,小球电势能减少,减少的电势能为0.05 J。答案:0.05 J电势能减少0.05 JB组1.(多选)如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是()A.A点的电势高于B点

19、的电势B.该点电荷带负电C.A点和B点电场强度的方向相同D.A点的电场强度大于B点的电场强度解析:过A点作出等势面如图所示,则A点与C点电势相等,由于沿电场线方向电势降低,所以B点电势高于C点电势,即B点电势高于A点电势,选项A错误;由题图可以判断该点电荷带负电,选项B正确;A点和B点电场强度的方向都沿各自所在电场线的方向,所以方向不同,选项C错误;由于电场线密集处电场强度大,所以A点电场强度大于B点电场强度,选项D正确。答案:BD2.(多选)下列关于等势面的说法正确的是()A.电荷在等势面上移动时不受静电力作用,所以不做功B.等势面上各点的电场强度相等C.点电荷在真空中形成的电场的等势面是以

20、点电荷为球心的一簇球面D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面解析:电荷在等势面上移动时受静电力作用,只是静电力与运动方向垂直,所以静电力不做功,选项A错误;等势面的疏密可表示电场的强弱,等势面上各点的电场强度不一定相等,选项B错误;根据点电荷形成电场的等势面分布特点,是以点电荷为球心的一簇球面,选项C正确;匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平面,选项D正确。答案:CD3.如图所示,一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc所示。图中实线是同心圆弧,表示电场的等势面。不计重力,则下列判断一定错误的是()A.此粒子一直受到静电排斥力作用B.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能C.粒子在b点的速度一定大于在a点的速度D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等解析:由运动轨迹可判断带电粒子与点电荷为同号电荷,相互排斥,选项A正确;粒子从a到b静电力做负功,电势能增加,动能减少,故选项B正确,C错误;a、c在同一等势面上,故粒子与a、c两点的电势能相等、动能