2018-2019学年物理同步人教版选修3-1课时跟踪检测：（三） 电场强度 Word版含解析.pdf

课时跟踪检测（三）课时跟踪检测（三） 电场强度电场强度 1在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为 q，受到的电场力为，受到的电场力为 F，则该点的电 场强度为 ，则该点的电 场强度为 E ，下列说法正确的是 ，下列说法正确的是( ) F q A若移去检验电荷，则该点的电场强度为若移去检验电荷，则该点的电场强度为 0 B若检验电荷的电荷量变为若检验电荷的电荷量变为 4q，则该点的场强变为，则该点的场强变为 4E C若放置到该点的检验电荷变为若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反，则场中该点的场强大小不变，但方向相反 D若放置到该点的检验电荷变为若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小、方向均不变，则场中该点的场强大小、方向均不变 解析：选解析：选 D 电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的检验电荷 无关，与在该点是否放检验电荷无关，故选 电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的检验电荷 无关，与在该点是否放检验电荷无关，故选 D。 2在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力方向向右；当放入负电荷时受到的电 场力方向向左，则下列说法中正确的是 在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力方向向右；当放入负电荷时受到的电 场力方向向左，则下列说法中正确的是( ) A当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点场强方向向左当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点场强方向向左 B该点场强方向一定向右该点场强方向一定向右 C该点场强方向一定向左该点场强方向一定向左 D该点场强方向可能向右，也可能向左该点场强方向可能向右，也可能向左 解析：选解析：选 B 电场中某一点的电场方向取决于电场本身，其方向与放在该点的正电荷 的受力方向一致，与负电荷的受力方向相反，故只有 电场中某一点的电场方向取决于电场本身，其方向与放在该点的正电荷 的受力方向一致，与负电荷的受力方向相反，故只有 B 正确。正确。 3如图所示是点电荷如图所示是点电荷 Q 周围的电场线，图中周围的电场线，图中 A 到到 Q 的距离小于的距离小于 B 到到 Q 的距离。以下 判断正确的是 的距离。以下 判断正确的是( ) AQ 是正电荷，是正电荷，A 点的电场强度大于点的电场强度大于 B 点的电场强度点的电场强度 BQ 是正电荷，是正电荷，A 点的电场强度小于点的电场强度小于 B 点的电场强度点的电场强度 CQ 是负电荷，是负电荷，A 点的电场强度大于点的电场强度大于 B 点的电场强度点的电场强度 DQ 是负电荷，是负电荷，A 点的电场强度小于点的电场强度小于 B 点的电场强度点的电场强度 解析：选解析：选 A 正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大。所以 正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大。所以 A 正确。正确。 4多选多选如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有如图所示，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，用两点，用 EA、EB表示表示 A、B 两处的电场强度，则两处的电场强度，则( ) AA、B 两处的电场强度方向相同两处的电场强度方向相同 B因为因为 A、B 在一条电场线上，所以在一条电场线上，所以 EAEB C电场线从电场线从 A 指向指向 B，所以，所以 EAEB D负点电荷在负点电荷在 A 点所受的静电力方向与点所受的静电力方向与 E 的方向相反的方向相反 解析 ： 选解析 ： 选 AD 由题， 由题，A、B 两点所在的电场线是直线，两点所在的电场线是直线，A、B 两点电场强度方向必定相 同，故 两点电场强度方向必定相 同，故 A 正确 ；正确 ； A、B 在一条电场线上，电场线方向由在一条电场线上，电场线方向由 A 指向指向 B，电场线的疏密表示电场强 度的相对大小，由于无法判断电场线的疏密，也就无法判断 ，电场线的疏密表示电场强 度的相对大小，由于无法判断电场线的疏密，也就无法判断 A、B 两点电场强度的大小， 故 两点电场强度的大小， 故 B、C 错误。电场强度的方向为正点电荷在该点受到的电场力的方向，与负点电荷在该点 受到的电场力方向相反，故 错误。电场强度的方向为正点电荷在该点受到的电场力的方向，与负点电荷在该点 受到的电场力方向相反，故 D 正确。正确。 5.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 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 点沿电场线运动到点沿电场线运动到 B 点，其点，其 v ­t 图像如图所示。则此电场 的电场线分布可能是选项中的 图像如图所示。则此电场 的电场线分布可能是选项中的( ) 解析：选解析：选 A 从图像可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小；图线的斜率 逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从 从图像可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小；图线的斜率 逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从 A 到到 B 电场线逐渐变密。 综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到密处，正确选项是 电场线逐渐变密。 综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到密处，正确选项是 A。 6在真空中一匀强电场，电场中有一质量为在真空中一匀强电场，电场中有一质量为 0.01 g，带电荷量为，带电荷量为1××10 8 C 的尘埃 沿水平方向向右做匀速直线运动，取 的尘埃 沿水平方向向右做匀速直线运动，取 g10 m/s2，则，则( ) A场强方向水平向左场强方向水平向左 B场强的方向竖直向上场强的方向竖直向上 C场强的大小是场强的大小是 5××104 N/C D场强的大小是场强的大小是 1××104 N/C 解析：选解析：选 D 由题，尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动，受到的电场 力与重力平衡，电场力方向竖直向上，而尘埃带负电，所以电场强度方向竖直向下，根据 平衡条件得： 由题，尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动，受到的电场 力与重力平衡，电场力方向竖直向上，而尘埃带负电，所以电场强度方向竖直向下，根据 平衡条件得：mgqE，得，得 E N/C1×104 N/C，故选项，故选项 D 正确。正确。 mg q 0.01 ×× 10 3 ×× 10 1 ×× 10 8 7多选多选如图甲所示，真空中如图甲所示，真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷坐标轴上的某点有一个点电荷 Q，坐标轴上，坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为两点的坐标分别为 0.2 m 和和 0.7 m。在。在 A 点放一个带正电的试探电荷，在点放一个带正电的试探电荷，在 B 点放一个带负电 的试探电荷， 点放一个带负电 的试探电荷， A、 B 两点的试探电荷受到静电力的方向都跟两点的试探电荷受到静电力的方向都跟 x 轴正方向相同， 静电力的大小轴正方向相同， 静电力的大小 F 跟试探电荷电荷量跟试探电荷电荷量 q 的关系分别如图乙中直线的关系分别如图乙中直线 a、b 所示。下列说法正确的是所示。下列说法正确的是( ) AB 点的电场强度大小为点的电场强度大小为 0.25 N/C BA 点的电场强度的方向沿点的电场强度的方向沿 x 轴正方向轴正方向 C点电荷点电荷 Q 是正电荷是正电荷 D点电荷点电荷 Q 的位置坐标为的位置坐标为 0.3 m 解析：选解析：选 BD 由两试探电荷受力情况可知，点电荷 由两试探电荷受力情况可知，点电荷 Q 为负电荷，且放置于为负电荷，且放置于 A、B 两点 之间某位置，故 两点 之间某位置，故 B 正确，正确，C 错误；设错误；设 Q 与与 A 点之间的距离为点之间的距离为 l，则点电荷在，则点电荷在 A 点产生的场 强为 点产生的场 强为 EA N/C4×105 N/C， 同理， 点电荷在， 同理， 点电荷在 B 点产生的场强为点产生的场强为 EB kQ l2 Fa qa 4 ×× 10 4 1 ×× 10 9 N/C0.25×105 N/C，解得，解得 l0.1 m，所以点电荷，所以点电荷 Q 的位置坐标的位置坐标 kQ 0.5 l 2 Fb qb 1 ×× 10 4 4 ×× 10 9 为为 xQxAl0.2 m0.1 m0.3 m，故，故 A 错误，错误，D 正确。正确。 8.如图所示，一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由如图所示，一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由AOB匀 速飞过，电子的重力不计，电子除受电场力以外，受到的另一个力的大小 和方向的变化情况为 匀 速飞过，电子的重力不计，电子除受电场力以外，受到的另一个力的大小 和方向的变化情况为( ) A先变大后变小，方向水平向左先变大后变小，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，方向水平向右先变小后变大，方向水平向右 解析：选解析：选 B AOB，场强先变大后变小，方向水平向右，所以电子受到的电场力 先变大后变小，方向水平向左。又电子处于受力平衡状态，故另一个力应是先变大后变小， 方向水平向右。故选项 ，场强先变大后变小，方向水平向右，所以电子受到的电场力 先变大后变小，方向水平向左。又电子处于受力平衡状态，故另一个力应是先变大后变小， 方向水平向右。故选项 B 正确。正确。 9如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。 设该电场中如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。 设该电场中 A、B 两点的电场强度大小分别为两点的电场强度大小分别为 EA、EB，则，则 A、B 两点两点( ) AEAEB，电场方向相同，电场方向相同 BEAEB，电场方向相同，电场方向相同 CEAEB，电场方向不同，电场方向不同 DEAEB，电场方向不同，电场方向不同 解析 ： 选解析 ： 选 D 电场线的疏密表示电场强弱， 由题图可知， 电场线的疏密表示电场强弱， 由题图可知， B 点密集，点密集， A 点稀疏， 故点稀疏， 故 EAEB， 又电场方向为电场线的切线方向， ， 又电场方向为电场线的切线方向，A、B 两点的电场方向不同，故两点的电场方向不同，故 A、B、C 错误，错误，D 正确。正确。 10.如图所示，在场强为如图所示，在场强为E的匀强电场中有一个质量为的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球的带正电小球A 悬挂在绝缘细线 上，当小球静止时，细线与竖直方向成 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 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. B. mg E 3mg E C.D. 2mg E mg 2E 解析 ： 选解析 ： 选 D 由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知， 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，受力如图所示。由平衡条件可得， 的方向与细线 垂直，受力如图所示。由平衡条件可得， mgqE，q，故，故 D 正确。正确。 1 2 mg 2E 11.如图所示，以如图所示，以 O 为圆心，为圆心，r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为为半径的圆与坐标轴的交点分别为 a、b、c、d，空间有与，空间有与 x 轴正方向相同的匀强电场，同时在轴正方向相同的匀强电场，同时在 O 点固定一 个电荷量为 点固定一 个电荷量为Q 的点电荷。如果把一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为q 的试探电荷放在的试探电荷放在 c 点，则恰好平衡，那 么匀强电场的场强大小为多少？ 点，则恰好平衡，那 么匀强电场的场强大小为多少？a、d 两点的实际场强大小为多少？两点的实际场强大小为多少？ 解析：空间存在匀强电场和点电荷形成的电场，任何一点的场强都是这两个电场在该 处的场强的合场强。由电荷量为 解析：空间存在匀强电场和点电荷形成的电场，任何一点的场强都是这两个电场在该 处的场强的合场强。由电荷量为q 的试探电荷在的试探电荷在 c 点处于平衡状态可得点处于平衡状态可得 kqE Qq r2 解得匀强电场的场强为解得匀强电场的场强为 EkQ r2 由于正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外，故在由于正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外，故在 a 点，点电荷的场 强方向沿 点，点电荷的场 强方向沿 x 轴正方向；在轴正方向；在 d 点，点电荷的场强方向沿点，点电荷的场强方向沿 y 轴正方向。从而可知：轴正方向。从而可知：a 点的实际场 强为两个等大、同方向场强的合成，即 点的实际场 强为两个等大、同方向场强的合成，即 Ea，d 点的实际场强为两个等大、互相垂直的点的实际场强为两个等大、互相垂直的 2kQ r2 场强的合成，即场强的合成，即 Ed。 2kQ r2 答案： 答案： kQ r2 2kQ r2 2kQ r2 12如图所示，一质量为如图所示，一质量为 m 的带电液滴，在大小为E，方向竖直向上的 匀强电场中处 于静止状态，求： 的带电液滴，在大小为E，方向竖直向上的 匀强电场中处 于静止状态，求： (1)这个液滴带什么电？电荷量为多少？这个液滴带什么电？电荷量为多少？ (2)当场强的大小突然变为原来的一半，方向保持不变时，液滴向什么 方向运动？其加速度为多少？ 当场强的大小突然变为原来的一半，方向保持不变时，液滴向什么 方向运动？其加速度为多少？ 解析 ：解析 ： (1)液滴受重力、 电场力处于静止状态， 电场力方向竖直向上， 电场方向竖直向上， 故液滴带正电； 液滴受重力、 电场力处于静止状态， 电场力方向竖直向上， 电场方向竖直向上， 故液滴带正电； 又重力与电场力平衡，又重力与电场力平衡，qEmg，解得：，解得：q。 mg E (2)当场强的大小突然变为原来的一半，方向保持不变时，电场力变为原来的一半，小 于重力，故液滴向下运动； 当场强的大小突然变为原来的一半，方向保持不变时，电场力变为原来的一半，小 于重力，故液滴向下运动； mgq ma，代入数据得：，代入数据得：a 。 。 E 2 g 2 答案：答案：(1)正电 正电 (2)向下运动 向下运动 g mg E 1 2