高中物理人教版1第三章磁场 重点强化卷

重点强化卷(一)电场力的性质和电场能的性质(建议用时：60分钟)一、选择题1．(多选)如图所示，下列为电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是()【解析】电场中某点的电场强度与试探电荷无关，所以A正确，B错误，由F＝qE知，F­q图象为过原点的倾斜直线，故D正确，C错误．【答案】AD2．(2023·滨州高二检测)如图1所示，某电场中的一条电场线，其上有a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷－q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有()【导学号：08160048】图1A．Wab>Wbc B．Wab＝WbcC．Wab<Wbc D．无法比较【解析】只知道一条电场线，其周围的电场线的疏密情况不知道，可能是左侧场强大，可能是右侧场强大，也可能是匀强电场，电场力做功大小无法判定，故选D.【答案】D3．(2023·宁波高二检测)两个放在绝缘架上的相同的金属球，相距为d，球的半径比d小得多，分别带有q和3q的电荷，相互斥力为3FA．0 B．FC．3F D．【解析】由库仑定律可得：3F＝keq\f(q·3q,r2)＝3keq\f(q2,r2)；所以有：F＝keq\f(q2,r2)；而两球接触后再分开平分总电量，故分开后两球的带电量为2q；则库仑力为：F′＝eq\f(k2q·2q,r2)＝4F；故D正确，A、B、C错误．【答案】D4.如图2所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知eq\x\to(MQ)<eq\x\to(NQ)，下列叙述不正确的是()图2A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做负功，电势能增加D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变【解析】由于是正点电荷形成的电场，故把一正电荷从M移到N，则电场力做正功，电势能减少，选项A正确，选项B错误；若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做负功，电势能增加，故选项C正确；电场力做功的特点是只与带电粒子所处的始末位置有关，而与其路径无关，故选项D正确．【答案】B5．(2023·资阳高二检测)空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图3所示，在相等的时间间隔内()【导学号：08160049】图3A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功【解析】将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向．在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间内，变化的高度不同，所以电场力与重力做功均不相等，故A、B均错误；由上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做功总大于重力做功，故C正确，D错误．【答案】C6．如图4所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则eq\f(q2,q1)为()图4A．2 B．3C．2eq\r(3) D．3eq\r(3)【解析】设细线长为l，A的带电荷量为与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析，作出受力图，如图所示．根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tanθ＝eq\f(F,mg)，其中F＝keq\f(qQ,lsinθ2)，两式整理得：q＝eq\f(mgl2tanθsin2θ,kQ)，将题干中的两种情况代入得：eq\f(q2,q1)＝eq\f(tan45°sin245°,tan30°sin230°)＝2eq\r(3).【答案】C7．如图5所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做()【导学号：08160050】图5A．自由落体运动B．曲线运动C．沿着悬线的延长线做匀加速直线运动D．变加速直线运动【解析】烧断前，小球受三个力而平衡，线的拉力与重力和电场力的合力等大反向，烧断线后，拉力消失，而另外两个力不变，合力与拉力方向相反，则小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动．故C正确．【答案】C8．如图6所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线A→O→B匀速飞过，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()图6A．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【解析】等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，故选B.【答案】B9．(2023·济宁高二检测)A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图7所示．由此电场的电场线分布可能是图中的()【导学号：08160051】图7【解析】根据带电微粒的v­t图象可知，带负电的微粒做加速度逐渐增大的减速运动．受到的电场力方向与电场线的方向相反，并且电场力的方向与运动方向相反，电场力逐渐增大，选项B、C错误；在选项D所描述的情况下，带电微粒加速运动，则选项D错误；只有选项A正确．【答案】A10．如图8所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为V、V、V，则下列说法正确的是()图8A．匀强电场的电场强度大小为10V/mB．匀强电场的电场强度大小为eq\f(20\r(3),3)V/mC．电荷量为×10－19C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为×10－19D．电荷量为×10－19C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少×10－19【解析】对A、B选项，要找出等势面，求出两个等势面之间的距离．可以将A、C两点连接，则A、C中点电势为V，而且恰好在EB连线上，所以E点电势为V，F、D两点的电势分别为V、V．DF连线距离为10eq\r(3)cm，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系E＝eq\f(U,d)＝eq\f(2,\r(3))V＝eq\f(20\r(3),3)V，所以A选项错误，B选项正确．对C、D选项，直接利用计算电场力做功的公式和电场力的功与电势能的关系解决．UEF＝1V，WEF＝qUEF＝×10－19×1J＝×10－19J，所以C选项错误．UFD＝－2V，WFD＝qUFD＝－×10－19×(－2)J＝×10－19J，负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小×10－19J，因而D选项也错误．【答案】B二、计算题11．(2023·乐山高二检测)在如图9所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.20m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，当电荷量Q＝＋×10－8C的点电荷受电场力的大小为F＝×10－4(1)电场强度E的大小．(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W.(3)如果φA＝0V，B点电势为多少？图9【解析】(1)由F＝qE得：E＝eq\f(F,q)＝eq\f×10－4,2×10－8)V/m＝2×104V/m.(2)由W＝Fxcos60°得：W＝4×10－4××J＝×10－5J.(3)由UAB＝E·d＝Excos60°得：UAB＝2×104××V＝×103V且UAB＝φA－φB＝0－φB得：φB＝－UAB＝－2×103V.【答案】(1)2×104V/m(2)×10－5J(3)－2×103V12．(2023·宜春高二检测)如图10所示，在绝缘粗糙的水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中Aa＝Bb＝eq\f(L,4)，O为AB连线的中点，一质量为m带电量为＋q的小滑块(可以看作质点)以初动能Ek0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数．(2)O、b两点间的电势差．(3)小滑块运动的总路程．图10【解析】(1)a、b是AB连线上的两点，其中Aa＝Bb＝eq\f(L,4)，可知a、b两点关于O点对称，则a、b点电势相等，即Uab＝0.设滑块与水平面间的摩擦力大小为f.对滑块从a到b的过程中，由动能定理得：－feq\f(L,2)＝0－Ek0，摩擦力：f＝μmg，解得：μ＝eq\f(2Ek0,m