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：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．(多選)由電場強度的定義式可知，在電場中的同一點有(　　) A．電場強度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．電場中某點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零 D．一個不帶電的小球在P點受到的電場力為零，則P點的場強一定為零 【解析】　電場強度的大小和方向與放入該點電荷q的正負、電荷量多少和有無等因素都無關，由場源電荷和位置決定，選項A錯誤；無論試探電荷q的值如何變化，場強不變，也就是F與q的比值始終不變，選項B正確；由F＝Eq，電場中某點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零，選項C正確；不帶電的小球不受力不能判斷場強一定為零，選項D錯誤． 【答案】　BC 2．一個檢驗電荷q在電場中某點受到的電場力為F，以及這點的電場強度為E，下圖中能正確反映q、E、F三者關系的是(　　) 【解析】　由場強定義，F(xiàn)和q成正比，F(xiàn)q圖像的斜率就表示場強大小，D圖正確． 【答案】　D 3．(多選)(2016惠州高二檢測)對于電場強度的兩個公式E＝和E＝，下列說法正確的是(　　) A．由公式E＝得F越大，E越大 B．電場強度E與F、q無關 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，A錯，B對；E＝適用于真空中點電荷的電場，但當r趨近于0時，帶電體不能再看作點電荷，公式不再成立，C對，D錯． 【答案】　BC 4．一個帶負電的點電荷，只在靜電力的作用下沿曲線abc由a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的．關于b點電場強度E的方向(虛線是曲線在b點的切點)，下列圖中可能正確的是(　　) 【解析】　點電荷所受合外力(即靜電力)指向軌跡的凹側(cè)，點電荷運動的速度方向沿軌跡的切線方向，由于質(zhì)點的速率是遞減的，所以點電荷所受靜電力方向與速度方向夾角大于90.因點電荷帶負電，所受靜電力方向與電場強度方向相反，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兩點的場強大小分別為EA和EB，由圖可知(　　) 【導學號：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度的大小，故EA＜EB，A正確． 【答案】　A 6．(多選)兩個等量點電荷P、Q在真空中產(chǎn)生電場的電場線(方向未標出)如圖2113所示，下列說法可能正確的是(　　) 圖2113 A．P、Q是兩個等量正電荷 B．P、Q是兩個等量負電荷 C．P、Q是兩個等量異種電荷 D．P、Q產(chǎn)生的是勻強電場 【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，電場中有兩個點a和b.下列表述正確的是(　　) 圖2114 A．該電場是勻強電場 B．a(chǎn)點的電場強度比b點的大 C．b點的電場強度比a點的大 D．正電荷在a、b兩點受力方向相同 【解析】　勻強電場的電場線是平行且等間距的，A選項錯誤；電場線的疏密程度表示場強的大小，B選項正確，C選項錯誤；受力方向為該點的切線方向，故a、b兩點受力方向不相同，D錯誤． 【答案】　B 8．(多選)把質(zhì)量為m的正點電荷q，在電場中由靜止釋放，在它運動過程中如果不計重力，下列說法正確的是(　　) A．點電荷運動軌跡必與電場線重合 B．點電荷的速度方向，必與所在點的電場線的切線方向一致 C．點電荷的加速度方向，必與所在點的電場線的切線方向一致 D．點電荷的受力方向，必與所在點的電場線的切線方向一致 【解析】　正點電荷q由靜止釋放，如果電場線為直線，點電荷將沿電場線運動，但如果電場線是曲線，點電荷一定不沿電場線運動，故A選項不正確；由于點電荷做曲線運動時，其速度方向與電場力方向不再一致(初始時刻除外)，故B選項不正確；而點電荷的加速度方向，即點電荷所受電場力方向必與所在點電場強度方向一致，即與所在點的電場線的切線方向一致，故C、D兩項正確． 【答案】　CD [能力提升] 9．如圖2115所示，在正六邊形的a、c兩個頂點上各放一帶正電的點電荷，電荷量的大小都是q1，在b、d兩個頂點上各放一帶負電的點電荷，電荷量的大小都是q2，q1＞q2.已知六邊形中心O點處的場強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四個點電荷在O點的電場強度如圖所示．其中Ea＝Ec＞Eb＝Ed，由矢量合成法則可知合場強只能是圖中的E2，B正確． 【答案】　B 10．如圖2116所示，有一帶電荷量為＋q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，此點電荷到帶電薄板的垂線通過板的圓心．若圖中a點處的電場強度為零，則圖中b點處的電場強度大小是(　　) 圖2116 A．k＋k B．k－k C．0 D．k 【解析】　點電荷在a點產(chǎn)生的場強大小E＝k，方向向左，由題意，帶電薄板在a點產(chǎn)生的場強大小E＝k，方向向右．根據(jù)對稱性，帶電薄板在b點產(chǎn)生的場強大小E＝k，方向向左，點電荷在b點產(chǎn)生的場強大小E＝k，方向向左，根據(jù)場強的疊加原理，可知A正確． 【答案】　A 11．如圖2117所示，空間中A、B、C三點的連線恰構成一直角三角形，且∠C＝30，AB＝L，在B、C兩點分別放置一點電荷，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D處的電場強度. 【導學號：37930015】 圖2117 【解析】　連接BD，三角形ABD為等邊三角形，可得BD＝CD＝AB＝L.點電荷＋Q與－Q在D處產(chǎn)生的場強大小均為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處的電場強度為這兩個場強的矢量和，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，用絕緣細繩懸掛，置于水平向右的勻強電場中，處于靜止．已知θ＝45，求： 圖2118 (1)小球帶什么電？ (2)勻強電場的場強多大？(g取10 m/s2) 【解析】　(1)帶電小球受重力、細繩的拉力、電場力三個力的作用，根據(jù)平衡條件可知，電場力水平向左，小球帶負電． (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)帶負電　(2)4103 N/C