高中物理 第2章 電場與示波器 2_1 探究電場的力的性質(zhì)學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1

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探究電場的力的性質(zhì) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．(多選)由電場強(qiáng)度的定義式可知，在電場中的同一點(diǎn)有(　　) A．電場強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比 B．無論試探電荷q的值如何變化，F(xiàn)與q的比值始終不變 C．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)為零，則處在該點(diǎn)的電荷受到的電場力一定為零 D．一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場力為零，則P點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零 【解析】　電場強(qiáng)度的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q的正負(fù)、電荷量多少和有無等因素都無關(guān)，由場源電荷和位置決定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無論試探電荷q的值如何變化，場強(qiáng)不變，也就是F與q的比值始終不變，選項(xiàng)B正確；由F＝Eq，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)為零，則處在該點(diǎn)的電荷受到的電場力一定為零，選項(xiàng)C正確；不帶電的小球不受力不能判斷場強(qiáng)一定為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　BC 2．一個(gè)檢驗(yàn)電荷q在電場中某點(diǎn)受到的電場力為F，以及這點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是(　　) 【解析】　由場強(qiáng)定義，F(xiàn)和q成正比，F(xiàn)q圖像的斜率就表示場強(qiáng)大小，D圖正確． 【答案】　D 3．(多選)(2016惠州高二檢測)對于電場強(qiáng)度的兩個(gè)公式E＝和E＝，下列說法正確的是(　　) A．由公式E＝得F越大，E越大 B．電場強(qiáng)度E與F、q無關(guān) C．由公式E＝得Q越大，E越大；r越大，E越小 D．公式E＝適用于任意電場 【解析】　公式E＝適用于任何電場，且E與F、q無關(guān)，A錯(cuò)，B對；E＝適用于真空中點(diǎn)電荷的電場，但當(dāng)r趨近于0時(shí)，帶電體不能再看作點(diǎn)電荷，公式不再成立，C對，D錯(cuò)． 【答案】　BC 4．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，只在靜電力的作用下沿曲線abc由a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的．關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向(虛線是曲線在b點(diǎn)的切點(diǎn))，下列圖中可能正確的是(　　) 【解析】　點(diǎn)電荷所受合外力(即靜電力)指向軌跡的凹側(cè)，點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡的切線方向，由于質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的，所以點(diǎn)電荷所受靜電力方向與速度方向夾角大于90.因點(diǎn)電荷帶負(fù)電，所受靜電力方向與電場強(qiáng)度方向相反，故正確答案為D. 【答案】　D 5．某電場的電場線如圖2112所示，電場中的A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為EA和EB，由圖可知(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37930014】 圖2112 A．EA＜EB B．EA＝EB C．EA＞EB D．無法比較EA和EB的大小 【解析】　由電場線的疏密可確定電場強(qiáng)度的大小，故EA＜EB，A正確． 【答案】　A 6．(多選)兩個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出)如圖2113所示，下列說法可能正確的是(　　) 圖2113 A．P、Q是兩個(gè)等量正電荷 B．P、Q是兩個(gè)等量負(fù)電荷 C．P、Q是兩個(gè)等量異種電荷 D．P、Q產(chǎn)生的是勻強(qiáng)電場 【解析】　根據(jù)電場線分布情況知，P、Q一定是等量同種電荷，故A、B正確． 【答案】　AB 7．如圖2114所示，空間有一電場，電場中有兩個(gè)點(diǎn)a和b.下列表述正確的是(　　) 圖2114 A．該電場是勻強(qiáng)電場 B．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大 C．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的大 D．正電荷在a、b兩點(diǎn)受力方向相同 【解析】　勻強(qiáng)電場的電場線是平行且等間距的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，故a、b兩點(diǎn)受力方向不相同，D錯(cuò)誤． 【答案】　B 8．(多選)把質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷q，在電場中由靜止釋放，在它運(yùn)動(dòng)過程中如果不計(jì)重力，下列說法正確的是(　　) A．點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場線重合 B．點(diǎn)電荷的速度方向，必與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致 C．點(diǎn)電荷的加速度方向，必與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致 D．點(diǎn)電荷的受力方向，必與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致 【解析】　正點(diǎn)電荷q由靜止釋放，如果電場線為直線，點(diǎn)電荷將沿電場線運(yùn)動(dòng)，但如果電場線是曲線，點(diǎn)電荷一定不沿電場線運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)不正確；由于點(diǎn)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度方向與電場力方向不再一致(初始時(shí)刻除外)，故B選項(xiàng)不正確；而點(diǎn)電荷的加速度方向，即點(diǎn)電荷所受電場力方向必與所在點(diǎn)電場強(qiáng)度方向一致，即與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致，故C、D兩項(xiàng)正確． 【答案】　CD [能力提升] 9．如圖2115所示，在正六邊形的a、c兩個(gè)頂點(diǎn)上各放一帶正電的點(diǎn)電荷，電荷量的大小都是q1，在b、d兩個(gè)頂點(diǎn)上各放一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，電荷量的大小都是q2，q1＞q2.已知六邊形中心O點(diǎn)處的場強(qiáng)可用圖中的四條有向線段中的一條來表示，它是哪一條(　　) 圖2115 A．E1　　　　　　　 B．E2 C．E3 D．E4 【解析】　作出a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度如圖所示．其中Ea＝Ec＞Eb＝Ed，由矢量合成法則可知合場強(qiáng)只能是圖中的E2，B正確． 【答案】　B 10．如圖2116所示，有一帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，此點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的圓心．若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，則圖中b點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小是(　　) 圖2116 A．k＋k B．k－k C．0 D．k 【解析】　點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向向左，由題意，帶電薄板在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向向右．根據(jù)對稱性，帶電薄板在b點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向向左，點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向向左，根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理，可知A正確． 【答案】　A 11．如圖2117所示，空間中A、B、C三點(diǎn)的連線恰構(gòu)成一直角三角形，且∠C＝30，AB＝L，在B、C兩點(diǎn)分別放置一點(diǎn)電荷，它們的電量分別是＋Q與－Q(靜電力常量為k)．求斜邊AC的中點(diǎn)D處的電場強(qiáng)度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37930015】 圖2117 【解析】　連接BD，三角形ABD為等邊三角形，可得BD＝CD＝AB＝L.點(diǎn)電荷＋Q與－Q在D處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均為E1＝k，方向如圖所示，二者之間夾角大小為60.據(jù)電場的疊加原理可知，D處的電場強(qiáng)度為這兩個(gè)場強(qiáng)的矢量和，可解得E＝2E1cos 30＝2＝，方向水平向右． 【答案】　，方向水平向右 12．如圖2118所示，一質(zhì)量m＝0.8 g，帶電量大小為q＝2.010－6 C的帶電小球，用絕緣細(xì)繩懸掛，置于水平向右的勻強(qiáng)電場中，處于靜止．已知θ＝45，求： 圖2118 (1)小球帶什么電？ (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)多大？(g取10 m/s2) 【解析】　(1)帶電小球受重力、細(xì)繩的拉力、電場力三個(gè)力的作用，根據(jù)平衡條件可知，電場力水平向左，小球帶負(fù)電． (2)根據(jù)平衡條件可得： 豎直方向：Tcos θ－mg＝0 水平方向：Tsin θ－qE＝0 代入數(shù)值聯(lián)立解得：E＝＝4103 N/C. 【答案】　(1)帶負(fù)電　(2)4103 N/C