2018年高中物理 第一章 静电场《电场-电场强度和电场线》课时跟踪训练 教科版选修3-1.doc

1.3《电场 电场强度和电场线》 [课时跟踪训练] (满分60分 时间30分钟) 一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分) 1．如图1所示是表示在一个电场中a、b、c、d四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是（ ） 图1 A．这个电场是匀强电场 B．a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec C．a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Eb>Ed>Ec D．无法确定这四个点的场强大小关系 解析：题图中给出了a、b、c、d四个位置上电荷量和所受电场力大小的变化关系，由电场强度的定义式E＝可知，斜率的绝对值较大的对应场强较大，故B正确，C、D错。此电场不是匀强电场，A错。 答案：B 2．关于电场强度和电场力，以下说法正确的是（ ） A．电荷所受电场力很大，该点电场强度一定很大 B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上各点的场强相同 C．如空间某点的场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力不一定为零 D．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q；取走q后，该点场强仍然为E＝F/q 解析：由F＝qE知，F由q和E共同决定，所以F很大，可能是因为q很大引起的，则选项A错误。由E＝知，以点电荷Q为圆心，r为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向则不同，B项错误。由F＝qE知：当E＝0时，F＝0，即q不受电场力作用，C选项错误。只要电场确定了，电场中某点的场强就是确定的，检验电荷q只是用来体现电场强弱的手段，它的有无不会改变电场的客观性质，则D项正确。 答案：D 3．图2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之间的函数关系图像，其中正确的是（ ） 图2 解析：电场中某点的电场强度E由电场本身决定，与q无关，故A正确。由E＝F/q得F＝Eq，在电场中某点E是定值，得F－q的关系为过原点的直线，故D正确。 答案：AD 4．用电场线形象生动地描绘电场，如图3为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（ ） 图3 A．a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量 B．a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量 C．a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量 D．a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量 解析：因电场线由正电荷出发，终止于负电荷，由图中电场线分布可知，a、b一定为异种电荷，因b电荷周围电场线密度大些，故a带电量小于b带电量，B正确。 答案：B 5．(2011新课标全国卷)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，图4中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)（ ） 图4 解析：题中质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向应与速度方向夹角大于90，故选项D正确。 答案：D 6．如图5所示是四种电场的电场线，一正电荷q仅在静电力作用下由M点向N点做加速运动，且加速度越来越大，则该电荷所在的电场是图5中的（ ） 图5 解析：因为a∝F，所以a逐渐增大，F也逐渐增大。又q仅在静电力作用下运动，由F＝qE可知E也要逐渐增大，而且电场线的疏密程度表示场强大小，所以由题可得D图中EN＞EM，所以D正确。 答案：D 7．质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E的匀强电场中，当小球A静止时，细线与竖直方向成60角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为（ ） A. B. C. D. 解析：电场力最小为mgsin60＝，则qE＝，所以q＝。 答案：A 8．如图6所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为（ ） 图6 A．1∶2 B．2∶1 C．2∶ D．4∶ 解析：M、N处的两点电荷符号相反，电荷量的数值为q，半圆弧半径为r，两点电荷在O点形成的电场强度的方向相同，大小均为，因此O点的电场强度大小为E1＝2。在N点的电荷移至P点时，两点电荷在O点形成的电场强度大小均为，二者方向夹角为120，因此O点的电场强度大小为E2＝，所以E1∶E2＝2∶1，即选项B正确。 答案：B 二、非选择题(每小题10分，共20分) 9．如图7所示，用30 cm的细线将质量为410－3 kg的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右，大小为1104 N/C的匀强电场时，小球偏转37后处在静止状态。(g取10 N/kg) 图7 (1)分析小球的带电性质； (2)求小球的带电荷量； (3)分析若把细线剪断，小球做什么性质的运动。 解析：(1)对小球受力分析如图所示。所受静电力F与电场强度方向相同，所以小球带正电。 (2)由平衡条件知 Eq＝mgtan 37， ∴q＝310－6 C。 (3)由受力分析可知静电力恒定、重力恒定，故其合力亦恒定， F合＝mg/cos 37＝ mg，剪断细线后，小球将做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为 a＝＝g＝12.5 m/s2。 答案：(1)带正电；(2)310－6 C；(3)见解析 10．一个点电荷Q位于坐标轴Ox上某一点，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m。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的电荷量关系图像如图8中直线a、b所示，放在A点的试探电荷带正电，放在B点的试探电荷带负电。求： 图8 (1)B点的电场强度的大小和方向。 (2)试判断电荷Q的电性，并说明理由。 (3)点电荷Q的位置坐标。 解析：(1)由B点场强的定义式，结合所给图像，可知A、B两点场强大小即为a、b线段的斜率，可求得EA＝40 V/m，EB＝2.5 V/m，B点场强方向与试探电荷所受电场力方向相反即沿x轴负方向。 (2)因为A、B两点的试探电荷电性相反，而受到的电场力却是同方向的，说明场源电荷Q一定在A、B两点之间。而A点处正试探电荷受力方向沿x轴正方向，说明该点场强沿x轴正方向，因而场源Q应带负电荷。 (3)设Q离A点距离为rA， 有EA＝k，EB＝k， ＝＝， 解得rA＝0.6 m 所以Q点坐标为x＝xA＋rA＝2.6 m。 答案：(1)EB＝2.5 V/m；沿x轴负方向 (2)负电；理由见解析 (3)x＝2.6 m处