2018年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 1.4 電場(chǎng)力性質(zhì)的定量描述——電場(chǎng)強(qiáng)度習(xí)題 新人教版選修3-1.doc

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電場(chǎng)力性質(zhì)的定量描述——電場(chǎng)強(qiáng)度 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. E和F成正比，F(xiàn)越大E越大 B. E和q成反比，q越大E越小 C. E的大小是由F和q的大小決定的 D. E的方向與+q受力F的方向相同 2. 如圖所示是點(diǎn)電荷Q周?chē)囊粭l水平向右的電場(chǎng)線(xiàn)，P是這條電場(chǎng)線(xiàn)上的一點(diǎn)，則以下判斷正確的是（ ） A. Q是正電荷，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右 B. Q是正電荷，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左 C. Q是負(fù)電荷，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右 D. Q是負(fù)電荷，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左 3. 一帶正電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線(xiàn)abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是減小的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中符合題意的是（虛線(xiàn)是曲線(xiàn)在b點(diǎn)的切線(xiàn)）（ ） 4. 一帶正電粒子在正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。取該直線(xiàn)為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度E、粒子動(dòng)能Ek、粒子電勢(shì)能Ep、粒子加速度a與位移x的關(guān)系圖象可能是下列的（ ） 5. 如圖所示，A、B為兩個(gè)固定的等量同號(hào)正電荷，在它們連線(xiàn)的中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正電荷C，現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于連線(xiàn)的初速度v0，若不計(jì)C所受的重力，則關(guān)于電荷C以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 加速度始終增大 B. 加速度先減小后增大 C. 速度先增大后減小 D. 速度始終增大 6. 如圖所示，在豎直平面內(nèi)，且A、B、C、D位于同一半徑為r的圓上，在C點(diǎn)有一固定點(diǎn)電荷，電荷量為－Q。現(xiàn)從A點(diǎn)將一質(zhì)量為m、電荷量為的點(diǎn)電荷由靜止釋放，該點(diǎn)電荷沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度大小為。已知重力加速度為g。規(guī)定電場(chǎng)中B點(diǎn)的電勢(shì)為零，則在－Q形成的電場(chǎng)中（　　） A. D點(diǎn)的電勢(shì)為 B. A點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)的電勢(shì) C. D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的倍 D. 點(diǎn)電荷在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為7mgr 7. 如圖所示，N（N>5）個(gè)小球均勻分布在半徑為R的圓周上，圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球所帶電荷量為，其余小球所帶電荷量為+q，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。若僅撤去P點(diǎn)的帶電小球，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（ ） A. E B. C. D. 8. 豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的帶電平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線(xiàn)懸掛質(zhì)量為m的帶正電小球，當(dāng)絲線(xiàn)跟豎直方向成θ角小球與板的距離為b時(shí)，小球恰好平衡，如圖所示。（重力加速度為g）求： （1）小球所帶電荷量q是多少？ （2）若剪斷絲線(xiàn)，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？ 9. 如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜止時(shí)懸線(xiàn)向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g。 （1）判斷小球帶何種電荷； （2）求電場(chǎng)強(qiáng)度E； （3）若在某時(shí)刻突然將細(xì)線(xiàn)剪斷，求經(jīng)過(guò)t時(shí)間小球的速度v。  1. D 解析：AB、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為比值定義式，E與F、q沒(méi)有比例關(guān)系，場(chǎng)強(qiáng)E是由場(chǎng)源電荷決定的，是電場(chǎng)的固有屬性，不會(huì)因試探電荷而改變，故AB錯(cuò)誤。C. E由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。D. 物理上規(guī)定：E的方向與+q受力F的方向相同，故D正確。 2. A 解析：據(jù)圖可知，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)水平向右；再據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)特點(diǎn)可知：正電荷的電場(chǎng)線(xiàn)向外輻射，所以Q為正電荷，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。 3. D 解析：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故AB錯(cuò)誤；由于速度減小，即電場(chǎng)力方向與速度方向夾角為鈍角，故D正確。 4. CD 解析：粒子距離場(chǎng)源電荷越來(lái)越遠(yuǎn)，故場(chǎng)強(qiáng)E隨帶電粒子位移的增大而減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)該粒子做正功，其動(dòng)能，而電場(chǎng)力非恒力，故動(dòng)能Ek與x為非線(xiàn)性關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子的電勢(shì)能隨位移變化的圖象斜率大小對(duì)應(yīng)粒子所受的靜電力大小，選項(xiàng)C正確；粒子沿x軸的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。 5. D 解析：A、B根據(jù)等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)，可知兩個(gè)電荷連線(xiàn)上中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電場(chǎng)強(qiáng)度從C點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，先增大后減小，所以點(diǎn)電荷C的加速度先增大后減小，故A、B錯(cuò)誤；C、D在全過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，點(diǎn)電荷C的速度始終增大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。 6. A 解析：由A到D電場(chǎng)力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，，解得；則，因?yàn)閁A=UB=0，故，選項(xiàng)A正確；A點(diǎn)的電勢(shì)低于D點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； ，即D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷-q在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為-7mgr，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A。 7. C 解析：若P處放一電荷量為+q的電荷，則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，故圓周上所有帶+q的電荷所形成的電場(chǎng)與放在過(guò)直徑PO上左端的電荷量為+q的電荷形成的電場(chǎng)等效；根據(jù)題意知，則，故僅撤去P點(diǎn)的帶電小球，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，選項(xiàng)C正確。 8. 解：（1）小球受力平衡，對(duì)小球受力分析如圖所示： Fsinθ＝qE ① Fcosθ＝mg ② 由①/②得q＝mgtanθ/E （2）研究水平方向的運(yùn)動(dòng)。剪斷絲線(xiàn)后，小球沿水平方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 加速度為 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得b＝at2 解得 （利用合運(yùn)動(dòng)或豎直分運(yùn)動(dòng)計(jì)算也可） 9. 解：（1）負(fù)電荷； （2）小球受力分析如圖所示，其中電場(chǎng)力F＝qE， 由平衡條件得：F＝mgtanθ， E＝mgtan θ/q. （3）剪斷細(xì)線(xiàn)后小球做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) F合＝mg/cos θ＝ma，v＝at， 所以v＝gt/cos θ 速度方向與豎直方向夾角為θ，斜向左下方。