高中物理 1.3 电场强度练习 新人教版选修3-1

【成才之路】版高中物理1.3电场强度练习新人教版选修3-1基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5～7题为多选题)1．(南京市第三中学～学年高二上学期期中)关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是()A．元电荷实际上是指电子和质子本身B．点电荷所带电荷量一定很小C．点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍D．点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型答案：C解析：元电荷是指一个电子所带的电荷量，并不是指电子或质子本身，故A选项错误；在条件满足情况下点电荷可以代替任何带电体，故B选项错误；任何带电体所带电荷量都是元电荷电荷量的整数倍，故C选项正确；点电荷是理想化模型，元电荷是最小电荷单位，检验电荷是指电荷量很小的电荷，故D选项错误。2．关于电场，下列说法正确的是()A．电场是假想的，并不是客观存在的物质B．描述电场的电场线是客观存在的C．电场对放入其中的电荷有力的作用D．电场对放入其中的电荷不一定有力的作用答案：C解析：电场是客观存在的物质，A错；电场线是为了描述电场而假设的，B错；电场对放入其中的电荷有力的作用，C对D错。3．(河南师大附中～学年高二上学期期中)关于电场中某点的电场强度，下列说法中正确的是()A．若放在该点的试探电荷的电荷量减半，则场强减半B．若该点没有试探电荷，则场强为零C．该点的场强方向就是经过该点的电场线的切线方向D．该点的场强方向就是放在该点的电荷所受电场力的方向答案：C解析：某点的电场强度是由场源电荷和其空间位置决定的，与试探电荷无关，公式E＝eq\f(F,q)只是一个定义式，场强与F、q无关，选项A、B错。电场线是为了形象的描述电场而人为假设的，电场线的切线方向代表该点的场强方向，选项C对。某点的电场强度的方向定义为正电荷在该点所受电场力的方向，选项D错。4．(通化市第一中学BEST合作体～学年高二上学期期中)下列选项中的各eq\f(1,4)圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各eq\f(1,4)圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是()答案：B解析：由电场强度的叠加原理，易判B中O处电场强度最大。5．(安徽屯溪一中～学年高二上学期期中)如图所示是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()答案：AD解析：电场强度E应由场源电荷和该点的空间位置决定，与试探电荷q无关，故选项A正确；当电场强度确定时，电场力F＝qE∝q，故选项D亦正确。6．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图(箭头未标出)。在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷，受到的电场力大小为F，以下说法正确的是()A．由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小B．a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量C．M点处的场强大小为eq\f(F,q)，方向与所受电场力方向相同D．如果M点处的点电荷电量变为2q，该处场强将变为eq\f(F,2q)答案：AB解析：根据电场线的疏密程度可判A、B正确；M点的场强大小为eq\f(F,q)，方向与电场力方向相反，C错；场强大小与检验电荷电量大小无关，D错。7．(山东东营市～学年高二上学期三校联考)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，下列图示中不正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()答案：ABC解析：做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，选项A错误；负电荷受力的方向与该点场强方向相反，并且轨迹曲线应向力的方向弯曲，选项C错误；质点从a到c减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，选项B错误而D正确。二、非选择题8．在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。(1)求B点的电场强度的的大小和方向。(2)试判断点电荷Q的电性，并说明理由。答案：(1)2.5N/C沿x轴负方向(2)见解析解析：(1)由图可知，B点的电场强度EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(1,4×0.1)N/C＝2.5N/C．因B带负电，受力向右，所以EB的方向指向x轴的负方向。同理A点的电场强度EA＝40N/C，方向指向x轴的正方向。(2)因为A点电荷带正电，B点电荷带负电，二者受力方向又相同，所以点电荷Q必须放于A、B两点之间，且Q只有带负电时，才会使得A、B两点电荷受力均沿x轴正方向。能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1.(吉林一中～学年高二上学期检测)如图所示，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E0，当把一电量也是q的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷放在P点时，测得作用于这点电荷的静电力为F，则在国际单位制中()A．f的数值等于qE0B．F的数值等于afC．a比1小得越多，F的数值越接近afD．a比1小得越多，F的数值越接近aqE0答案：D解析：本题中的场源电荷为金属球，而不是点电荷，在P点没有放电荷前，电量均匀分布在球体的外壳，金属球可以等效为电量集中于球心的点电荷，但是，在P点放入电荷后，由于同种电荷排斥，使得金属球上的电荷分布不再均匀，带电的等效中心偏离球心，根据点电荷场强公式E＝keq\f(Q,r2)可得此时P点的电场发生变化，因此AB错误；当把电荷量为aq的点电荷放在P点时，电荷量越小，即a比1小的越多，球在P点的场强变化越小，当a≪1时，点电荷可看做电量足够小的试探电荷，故F的数值越接近于aqE0，D正确；考查了电场强度，对于产生电场的电源，要弄清楚是否是点电荷，非点电荷产生的电场会受到外放点电荷的影响。2．(淮北师范大学附中～学年高二上学期期中)如图所示，质量为m，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为()A．继续匀速下滑 B．将加速下滑C．减速下滑 D．上述三种情况都有可能发生答案：A解析：设斜面的倾角为θ，滑块没有进入电场时，根据平衡条件得：mgsinθ＝f，N＝mgcosθ，又f＝μN得mgsinθ＝μmgcosθ，即sinθ＝μcosθ当滑块进入电场时，设滑块受到的电场力大小为F，根据正交分解得(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ即受力仍平衡，所以滑块仍做匀速运动，故选A。3．如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为()A．eq\f(mg,E) B．eq\f(3mg,E)C．eq\f(2mg,E) D．eq\f(mg,2E)答案：D解析：由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如图。由平衡条件可得，eq\f(1,2)mg＝qE，q＝eq\f(mg,2E)，故D正确。4．(山东临沂市部分高中～学年高二上学期联考)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()A．粒子必定带正电荷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点的动能答案：ACD解析：根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A选项正确。由于电场线越密，场强越大，点电荷受电场力就越大，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，C选项正确。粒子从M点到N点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在N点动能大，故D选项正确。5．如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB分别表示A、B两处的场强大小，则()A．A、B两点的场强方向相同B．电场线从A指向B，所以EA>EBC．A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EBD．不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定答案：AD解析：根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向。因题中的电场线是直线，所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右；因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状况，所以无法确定是EA>EB、EA<EB，还是EA＝EB。6.(宜昌一中、公安一中、沙市中学～学年高二上学期联考)AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O。将电量分别为＋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()A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝q答案：CD解析：先将＋q、－q在O点产生的场强合成，因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示。欲使圆心O处的电场强度为零，所放置的点电荷Q在O点产生的场强方向必须水平向左，且大小也为E0。若在A点和B点放置点电荷Q，则它产生的场强只能沿竖直方向，达不到目的。若在C点放置点电荷Q，则必为负电荷，且Q＝－q，选项C对。若在D点放置点电荷Q，则必为正电荷，且Q＝q，选项D对。点评：电场强度的叠加符合矢量合成法则，多个点电荷形成的电场求合场强时，必须依照合适的步骤进行。如在本题中先对＋q、－q两点电荷产生的场强求矢量和，其原因是两个分场强大小相等，并互成120°，合场强大小等于分场强大小，方向沿角平分线方向。二、非选择题7．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的关系和物块速度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