2021-2022高中物理3-1作业：1.3 电场强度

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE12-版权所有@高考资源网学必求其心得，业必贵于专精课时分层作业（三)(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分，共36分)1．关于电场强度，下列说法正确的是（）A．在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C．若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右D．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大C[电场强度是矢量，在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度的大小是相同的，但是方向不同，所以不能说电场强度相同，选项A错误；判定场强大小的方法是在该处放置一试探电荷，根据E＝eq\f(F,q）来比较，与产生电场的场源电荷的正负没有关系，选项B错误;电场强度的方向与试探电荷无关，选项C正确；虽然电场强度的大小可以用E＝eq\f(F，q）来计算，但E＝eq\f（F,q）并不是电场强度的决定式，电场中某点的电场强度大小是一个定值，与所放入的试探电荷及电荷的受力情况无关，选项D错误.]2．两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点，下列判断正确的是(）A．A、B两点的电场强度大小不等，方向相同B．A、B两点的电场强度大小相等,方向不同C．左边电荷带负电，右边电荷带正电D．两电荷所带电荷量相等C[电场线的疏密代表电场强度的强弱，电场线越密，代表电场越强,电场方向为电场线的切线方向,故从图中可以看出A点、B点电场强度大小和方向均不同，故A、B错误；电场线从正电荷指向负电荷，故C正确；右边电荷周围的电场线密集，故此电荷的电荷量较大，故D错误。］3。如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是()A．A、B可能是带等量异号的正、负电荷B．A、B可能是带不等量的正电荷C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向一定相反D[从电场线向外且对称可知，A、B点电荷带等量正电荷,A、B错误；根据电场的叠加，a点处的电场强度向上,b点处的电场强度向下,且由于对称性可知，两点电场强度大小相等，因此将同一试探电荷放在a、b两点处所受电场力大小相等，C错误，D正确。]4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线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)(）ABCDD［电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向,故A错误.负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,选项B中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功,电荷的速率增大，与题不符，故B错误。选项C中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动,故C错误。选项D中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角、电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意，故D正确。］5．(多选)图(a）中AB是一个点电荷电场中的一条电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线,则下列情况可能的是（）(a）(b）A．场源是正电荷，位于A点 B．场源是正电荷，位于B点C．场源是负电荷,位于A点 D．场源是负电荷，位于B点AC［解题的关键是弄清图象的物理意义。根据电场强度的定义式E＝eq\f(F,q）可知,F。q图象的斜率大小的物理意义就是电场强度E的大小，则Ea>Eb.再由点电荷的场强公式E＝keq\f(Q,r2)可知，E∝eq\f(1,r2),可得ra〈rb，故无论场源电荷是正电荷还是负电荷，均应位于A点，故选项A、C正确。]6.如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是(）A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小,方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右B[由电场的叠加原理，等量异种点电荷在其连线的中垂线上的电场强度在O点最大。离O点越远场强越小，但各点的场强方向是相同的，都是水平向右（如图所示）.电子沿中垂线匀速运动时，所受合力为零，电子受到的电场力方向与场强的方向相反，即水平向左，大小先变大后变小,因此另一个力先变大后变小，方向水平向右。］二、非选择题(14分）7。如图所示，A为带正电Q的金属板，在金属板右侧用绝缘细线悬挂一质量为m、电荷量为＋q的小球，小球受到水平向右的静电力作用而使细线与竖直方向成θ角,且此时小球在金属板的垂直平分线上距板r处，试求小球所在处的电场强度。（重力加速度为g)[解析]分析小球的受力情况，如图所示，由平衡条件可得小球受到A板的库仑力F＝mgtanθ小球所在处的电场强度E＝eq\f（F，q)＝eq\f(mgtanθ，q）因为小球带正电，所以电场强度的方向为水平向右.[答案]eq\f(mgtanθ，q)，方向水平向右一、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分)1。如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。将质量为m、带电荷量为q的小球从管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力，重力加速度为g，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为（)A．eq\f(mg,q) B．eq\f（2mg，q）C．eq\f(3mg,q) D．不能确定C［带电小球从A点到B点的过程中，库仑力方向始终和速度方向垂直,故只有重力对小球做功,小球机械能守恒，则mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2，B),在B处小球受重力和库仑力，二者合力提供向心力，得qE－mg＝eq\f(mv\o\al(2，B),R），解得E＝eq\f（3mg，q)，根据点电荷场强特点知,AB弧中点处场强也为eq\f（3mg,q)，C正确。］2．如图所示,单匝正方形闭合线框abcd由粗细均匀的绝缘棒制成，每边长为A，P是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷。现在线框下侧中点M处取下足够短的带电荷量为Q的一小段,将其沿PM连线向下移动eq\f（A，2）的距离到N处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时P点的电场强度大小为()A．keq\f（Q，A2） B．keq\f（3Q，2A2）C．keq\f（3Q,A2) D．keq\f(5Q，A2)C[没有截取一小段时,根据对称性知，P点的合场强为零，则截取的部分和剩下的其余部分在P点产生的场强等大反向，剩下的其余部分在P点产生的场强大小E1＝keq\f(Q,\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(A，2）））eq\s\up12(2））＝keq\f(4Q,A2），方向向下当截取的部分移到N点时，在P点产生的场强大小E2＝keq\f(Q,A2）,方向向上则P点的合场强大小E＝E1－E2＝keq\f（4Q,A2)－keq\f(Q，A2)＝keq\f(3Q，A2)，方向向下，故C正确.]3。两个所带电荷量分别为q1(q1〉0）和q2的点电荷放在x轴上，相距为l,两电荷连线上电场强度E与x的关系图象如图所示，则下列说法正确的是(）A．q2>0且q1＝q2 B．q2<0且q1＝｜q2｜C．q2〉0且q1>q2 D．q2〈0且q1<|q2｜A［由图象知，在两电荷连线上关于中点对称的两点处,电场强度大小相等、方向相反，由此可知两电荷为等量同种电荷，选项A正确.］4．如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q>0)的固定点电荷.已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(）A．keq\f（3q，R2） B．keq\f（10q，9R2）C．keq\f(Q＋q，R2) D．keq\f(9Q＋q,9R2)B［由于在a点放置一点电荷q后,b点电场强度为零，说明点电荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等，即EQ＝Eq＝keq\f（q,R2)。根据对称性可知Q在d点产生的电场强度大小EQ′＝keq\f(q,R2）,则Ed＝EQ′＋Eq′＝keq\f(q，R2)＋keq\f(q，3R2）＝keq\f(10q,9R2)，故选项B正确。］二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分）电荷量为q＝1×10－4C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系，以及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10m/s2（1）物块的质量m；（2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。[解析］(1)由v.t图象可知,前2s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE1－μmg＝ma2s后物块做匀速直线运动，由平衡条件有qE2＝μmg联立得q(E1－E2）＝ma由E。t图象和v。t图象可得E1＝3×104N/C，E2＝2×104N/C，a＝1m/s2代入数据可解得m＝1kg。(2）μ＝eq\f(qE2，mg)＝eq\f(1×10－4×2×104,1×10）＝0。2。[答案］（1)1kg（2)0.26．(14分）悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、带电荷量为－q的小球，若在空间加一匀强电场，则小球静止时细线与竖直方向夹角为θ，如图所示.（1)求所加匀强电场的电场强度的最小值。（2）若在某时刻突然撤去电场,当小球运动到最低点时,求小球对细线的拉力的大小。［解析］（1)当静电力的方向与细线垂直时，电场强度最小。由mgsinθ＝qE,解得E＝eq\f（mgsinθ,q),小球带负电，所受静电