2019-2020学年高中物理 第1章 电场 第3节 电场强度课后提能训练 粤教版选修3-1

1 第第 3 3 节节 电场强度电场强度 基础达标 一 选择题 在每小题给出的四个选项中 第 1 4 题只有一项符合题目要求 第 5 6 题有多项符合题目要求 1 2017 崇川名校质检 由电场强度的定义e 可知 f q a e和f成正比 f越大e越大 b e和q成反比 q越大e越小 c e的方向与f的方向相同 d e的大小可由 算出 f q 答案 d 解析 电场强度e与试探电荷所受电场力f 电量q无关 不能说e和f成正比 和q成反比 故 a b 错误 根据物理学上规定可知 电场强度e的方向与正电荷所受电场 力f方向相同 与负电荷所受电场力方向相反 而题中q的正负未知 故 c 错误 由定义 式e 可计算出e 故 d 正确 f q 2 2019 攀枝花二模 如图所示 直角三角形abc 两直角边的长度之比为 ac bc 4 3 放在a b两点的点电荷qa qb 在c点产生的合电场强度方向与ab平行 则qa qb分别在c点产生的电场强度的大小之比ea eb等于 a 3 4 b 4 3 c 9 16 d 16 9 答案 b 解析 在c点产生的合电场强度方向与ab平行 设qa qb在c点产生的电场强度 的大小分别为ea eb 根据矢量合成法则 作图如图所示 两直角边的长度之比为 ac bc 4 3 再根据几何关系 三角形相似比 则有ea eb 4 3 a c d 错误 b 正 确 2 3 2018 郑州一模 如图所示 以o点为圆心的圆周上有六个等分点 a b c d e f 等量正 负点电荷分别放置在a d 两点时 下列说法中正确的是 a b c e f 四点的场强相同 b b c e f 四点的电势相等 c o点的电势高于b c e f 四点的电势 d 将一带正电的试探电荷从o点移到e点 电场力做正功 答案 d 解析 由题意可知 两点电荷在e f处的电场强度各自进行矢量合成 则e f处 场强大小相等 而方向不相同 同理b c电场强度大小相等 方向不同 因此它们的电场 强度大小相等 方向不同 故 a 错误 依据等量异种电荷等势线的分布 可知b f两点的 电势相等 c e两点的电势相等 故 b 错误 根据沿着电场线方向电势降低 o点的电势 高于c e两点的电势 而低于b f 两点的电势 故 c 错误 将一带正电的试探电荷从o 点移到e点 即从高电势移到低电势 那么电势能降低 因此电场力做正功 故 d 正确 4 2018 上海浦东一模 如图所示为某电场中的一条电场线 若a b两点的场强大 小分别为ea eb 电势分别为 a b 则可以推断一定有 a a b c ea ebd ea b 故 a 错误 b 正确 a b两点所在的电场线是直线 电场强度的大小由电场线的 疏密表示 一条电场线无法判断电场线的疏密 因此无法推断a b两处场强的大小 故 c d 错误 5 如图中带箭头的实线表示某个电场的电场线 实线间距相等且相互平行 一个带电 离子从p处飞入这个电场 以下说法中正确的是 a 离子受的电场力方向一定向右 b 离子受的电场力大小 方向都不变 c 离子肯定向右偏转 d 离子一定做匀变速运动 3 答案 bd 解析 由于不知电荷正负 所以不确定受力方向 a 错 匀强电场中f qe不变 合力不变 b d 正确 受力方向不确定 不能确定偏转方向 c 错 6 用电场线能很直观 很方便地比较各点电场的强弱 如图甲是等量异种点电荷形成 电场的电场线 图乙是场中的一些点 o是电荷连线的中点 e f是连线中垂线上相对o 对称的两点 b c和a d也相对o对称 则 a b c两点场强大小和方向都相同 b a d两点场强大小相等 方向相反 c e o f三点比较 o的场强最强 d b o c三点比较 o点场强最强 答案 ac 解析 由对称性可知 b c两点场强大小和方向均相同 a 正确 a d两点场强大 小相同 方向也相同 b 错误 在两电荷连线的中垂线上 o点场强最强 在两点电荷连线 上 o点场强最弱 c 正确 d 错误 二 非选择题 7 如图所示 q1 2 10 12 c q2 4 10 12 c q1 q2相距 12 cm 求a b c三 点的电场强度大小和方向 其中a为q1q2连线的中点 b为q1左方 6 cm 处的点 c为q2 右方 6 cm 处的点 解析 根据点电荷电场的电场强度公式可得 点电荷q1在a b c三点产生的电场 强度分别为 ea1 k v m 5 v m 方向向右 同理得eb1 5 q1 r2 9 0 109 2 10 12 0 062 v m 方向向左 ec1 v m 方向向右 5 9 点电荷q2在a b c三点产生的电场强度分别为 ea2 k v m 10 v m 方向向右 同理得eb2 q2 r2 9 0 109 4 10 12 0 062 10 9 v m 方向向右 ec2 10 v m 方向向左 如图所示 a b c三点的电场强度分别为 4 ea ea1 ea2 15 v m 方向向右 eb eb1 eb2 v m 方向向左 35 9 ec ec2 ec1 v m 方向向左 85 9 答案 见解析 8 2019 凯里名校模拟 如图 一质量为m 电荷量为q q 0 的粒子在匀强电场中运 动 a b为其运动轨迹上的两点 a b水平距离为l 运动轨迹在竖直平面内 已知该粒 子在a点的速度大小为v0 方向与竖直方向夹角为 60 它运动到b点时的速度大小为 v0 方向竖直向上 不计重力 求匀强电场的场强 1 2 答案 3mv2 0 8ql 解析 由题意知初速度与竖直方向夹角为 60 初速度v0可以分解为 水平方向vx v0sin 60 v0 3 2 竖直方向vy v0sin 30 v0 1 2 由于竖直方向速度不变 可以知道电场力方向为水平向右 电场强度方向也是水平向 右 由a向b运动过程 水平方向为匀减速运动 竖直方向为匀速直线运动 利用动能定 理有 eql m 2 mv 1 2 1 2v0 1 22 0 解得e 3mv2 0 8ql 能力提升 9 2019 南昌月考 水平面上的三点a o b在一条直线上 ob 2oa oo 是竖直 的分界线 其左边区域内有水平向右的匀强电场 场强大小为e1 其右边区域内有水 mg q 平向左的匀强电场 场强大小为e2 现将一带电量为q的小球从a点以初速度v0竖直向上 抛出 小球在空中越过分界线后 落在b点时速度竖直向下 不计阻力 重力加速度大小 5 为g 则下列说法正确的是 a 小球在b点速度大于v0 b 小球经过分界线时的速度与水平方向夹角 的正切值 tan 1 2 c 小球经过分界线时离水平面的高度为 2v2 0 3g d 左右两区域电场强度大小的比值为e1 e2 1 2 答案 b 解析 小球只受重力和电场力作用 故竖直方向做加速度为g的匀变速运动 又有 a b两点的高度相等 故竖直方向的速度大小相等 根据b点速度竖直向下可得 小球落 在b点时的速度大小等于v0 则小球在空中运动的总时间为t 小球在水平方向只受 2v0 g 电场力作用 做匀变速运动 故在oo 左侧做加速度为a1 g的匀加速运动 在右 qe1 m 侧做加速度a2 的匀减速运动 设在左侧运动时间为t1 在右侧运动时间为t2 则有 qe2 m t1 t2 a1t1 a2t2 又ob 2oa 所以a1t1t2 a2t 2 a1t 得 2v0 g 1 22 2 1 22 1 t2 2t1 e1 e2 a1 a2 t2 t1 2 1 小球在竖直方向做竖直上抛运动 故经过分 4v0 3g 界线时离水平面的高度为h v0t1 gt 小球经过分界线时的水平速度 1 22 1 4v2 0 9g vx a1t1 v0 竖直速度vy v0 gt1 v0 则速度与水平方向夹角 的正切值 tan 2 3 1 3 综上可知 a c d 错误 b 正确 vy vx 1 2 10 多选 2017 闵行一模 如图所示的水平匀强电场中 将两个带电小球m和n分 别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置 释放后 m n保持静止 不计重力 则 a m的带电荷量比n的大 b m带负电荷 n带正电荷 6 c 静止时m受到的合力比n的大 d 移动过程中匀强电场对m做负功 答案 bd 解析 在图示位置时能平衡 则两个小球不可能带同种电荷 分析可知 m带负电 荷 n带正电荷 则小球m受到小球n向右的静电引力fnm和向左的电场力fm 两个力平衡 即fm fnm qme 小球n受到小球m向左的静电引力fmn和向右的电场力fn 两个力平衡 即fn fmn qne 由牛顿第三定律得fnm fmn 联立两式得 qm qn 故 a 错误 b 正确 移动过程中 m受到的电场力fm与位移方向的夹角大于 90 故电场力fm对m做负功 d 正确 静止时小球m和小球n所受的合力均为零 故 c 错误 11 光滑绝缘水平面上的带电小球a b的质量分别为m1 2 g m2 1 g 它们的电荷 量相等 q1 q2 10 7 c a球带正电 b球带负电 现在水平恒力f1向右作用于a球 这 时 a b一起向右运动 且保持距离d 0 1 m 不变 如图所示 试问 f1多大 它们如 何运动 解析 a b运动时距离保持不变 说明二者速度 加速度均相等 对于b 水平方 向只受a的静电力f2 则ab k 9 109 m s2 9 m s2 且 f2 m2 q1q2 d2m2 10 7 10 7 0 12 1 10 3 aa ab 9 m s2 由于加速度恒定 故小球向右做匀加速直线运动 选a b整体为研究对 象 静电力为系统内力 则f1 m1 m2 a 3 10 3 9 n 2 7 10 2 n 答案 2 7 10 2 n 做匀加速直线运动 12 如图所示 把一个倾角为 的绝缘斜面固定在匀强电场中 电场方向水平向