(2019-2020)【重点资料】高中物理-第一章-静电场-习题课-电场的性质练习-新人教版选修3-1【必备资料】

(2019-2020)【重点资料】高中物理-第一章-静电场-习题课-电场的性质练习-新人教版选修3-1【必备资料】LtDPAGEPAGE4习题课:电场的性质知识点一静电场中的物理量1.下列公式中,F、q、E、U、k、r和d分别表示静电力、电荷量、场强、电势差、静电力常量以及距离.①F=k,②E=k,③E=,④U=Ed.下列说法正确的是 ()A.它们都只对点电荷或点电荷的电场才成立B.①②③只对点电荷或点电荷的电场成立,④只对匀强电场成立C.①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场才成立D.①②只对点电荷成立,③④对任何电场都成立2.下列各物理量中,与试探电荷有关的量是 ()A.电场强度E B.电势φC.电势差U D.电场力做的功W知识点二电场线的理解与应用3.[2017·浙江湖州期中]空间分布一电场,如图LX1-1所示为其中一条电场线,A、B、C为电场线上的三点,箭头方向为各点的切线方向,则下列说法正确的是()A.A点的场强可能小于C点的场强B.A、B、C三点的切线方向为试探电荷在该位置的受力方向C.正点电荷从A点沿电场线运动到C点,电势能增减无法判断D.正点电荷在仅受电场力作用下从A处由静止释放后可能沿该电场线运动 图LX1-14.如图LX1-2所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹.带电粒子只受静电力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,则能正确表示它运动到b处时的运动方向与受力方向的是()图LX1-2出),一质子从bc边上的M点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计重力.下列说法正确的是()图LX1-7A.质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直B.不管电场方向如何,若知道a、b、c三点的电势,一定能确定d点的电势C.静电力一定对电荷做了正功D.M点的电势一定高于Q点的电势10.如图LX1-8所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终保持共线.已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是()图LX1-8A.Q1、Q2的电荷量之比为B.Q1、Q2的电荷量之比为C.Q1、Q2的质量之比为D.Q1、Q2的质量之比为11.[2017·铜陵一中期中]如图LX1-9所示,一质量为m、带电荷量为q的小球用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线向左与竖直方向成θ角,重力加速度为g.(1)判断小球带何种电荷;(2)求电场强度E的大小;(3)若在某时刻将细线突然剪断,求经过t时间小球的速度大小v.图LX1-912.如图LX1-10所示,高为h的光滑绝缘直杆AD竖直放置,在D处有一固定的正点电荷,电荷量为Q.现有一质量为m的带电小球套在杆上,从A点由静止释放,运动到B点时速度达到最大值,到C点时速度正好又变为零,B、C和D相距分别为h、h,静电力常量为k,重力加速度为g,求:(1)小球的电荷量q和在C点处的加速度;(2)C、A两点间的电势差.图LX1-1013.[2018·湖北松滋一中期中]反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似.已知静电场的方向平行于x轴,其电势φ随x的分布如图LX1-11所示,一质量m=1.0×10-20kg、电荷量q=1.0×10-9C的带负电的粒子从点(-1cm,0)由静止开始,仅在静电力作用下在x轴上往返运动.忽略粒子的重力等因素,求:(1)x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比;(2)该粒子运动的最大动能Ekm;(3)该粒子运动的周期T.图LX1-111.C[解析]F=k和E=k对点电荷成立,定义式E=对任何电场都成立,U=Ed对匀强电场才成立,选项C正确.2.D[解析]电场强度E、电势φ和电势差U反映电场的性质,与试探电荷无关,而电场力做的功W=qU,与q有关,选项D正确.3.A[解析]不知电场线分布的疏密程度,无法比较场强大小,选项A正确;A、B、C三点的切线方向为电场强度的方向,与正的试探电荷在该位置的受力方向相同,选项B错误;正点电荷从A点沿电场线运动到C点,电场力做正功,电势能减小,选项C错误;正点电荷在仅受电场力作用下从A处由静止释放后不可能沿该电场线运动,选项D错误.4.D[解析]根据曲线运动力与轨迹的关系,合力指向轨迹弯曲的内侧,选项A错误;带电粒子只受静电力作用,故力与电场线共线,选项C错误;根据运动过程中粒子的电势能逐渐减小,可知静电力做正功,则静电力与速度方向的夹角应为锐角,选项B错误,选项D正确.5.A[解析]以甲、乙为整体,悬线1的拉力竖直向上,与重力平衡;对小球乙,重力和匀强电场的静电力的合力指向右下方,则悬线2的拉力和库仑引力的合力指向左上方,选项A正确.6.AB[解析]由小球从A到C的轨迹可得,小球所受静电力向右,带正电,选项A正确;小球从C到B,合力指向轨迹凹侧,当水平恒力F水平向左时合力可能向左,符合要求,当恒力F的方向与v方向相反时,合力背离凹侧,不符合要求,选项B正确,选项C错误;小球从A到B,由动能定理,当静电力与恒力F做功代数和为0时,在A、B两点小球的速率相等,选项D错误.7.D[解析]A、B小球向右做匀加速直线运动,整体的加速度水平向右,对B,A对它的库仑力是引力,则匀强电场的静电力水平向右,即B带正电,A带负电,由牛顿第二定律,有EQB-k=mBa,k-EQA=mAa,联立可得,QA<QB,选项D正确.8.ACD[解析]带电小球做匀速圆周运动,合力指向O点,大小一定,则小球受重力、q1的库仑引力和q2的库仑力(可能是引力,也可能是斥力),且q1和q2两电荷对小球作用力的合力大小一定,圆轨道上的场强大小一定,方向不同,选项B错误,选项C、D正确;小球运动过程中静电力不做功,电势能不变,圆轨道上的电势处处相等,选项A正确.9.AB[解析]若质子沿ba方向减速运动的同时,沿bc方向加速运动,到达Q点时可能沿ba方向的速度恰好减小为零,则其速度方向与cd垂直,A正确;根据电势差和场强的关系式U=Ed,有φa-φb=φd-φc,B正确;由于电场方向不确定,故无法判断M、Q两点的电势高低,也无法判断静电力做功的正负,C、D错误.10.C[解析]由于Q静止,有=,所以=,选项A、B错误;对Q1,有-=m1ω2r1,对Q2,有-=m2ω2r2,得m1r1=m2r2,故=,选项C正确.11.(1)负电荷(2)(3)[解析](1)对小球受力分析,小球受到重力、静电力和悬线的拉力,静电力向左,与场强方向相反,故小球带负电荷.(2)根据共点力平衡条件,有qE=mgtanθ故E=.(3)剪断细线后,小球受到重力和静电力,合力恒定,故做初速度为零的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律,有F合=ma其中F合= 根据运动学公式,有v=at 联立解得v=.12.(1)g,方向竖直向上(2)[解析](1)小球运动到C点时速度又变为零,可判断出小球带正电.小球在B点时速度达到最大值,有mg=解得q=在C点,由牛顿第二定律得-mg=ma解得a=g,方向竖直向上.(2)从A到C过程,由动能定理得mg+qUAC=0可得UCA=-UAC=.13.(1)1∶2(2)2.0×10-8J(3)3.0×10-8s[解析](1)由图可知,左侧电场强度E1=V/m=2.0×103V/m右侧电场强度E2=V/m=4.