2024-2025學(xué)年高中物理第一章3第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度練習(xí)含解析新人教版選修3-1

PAGE7-電場(chǎng)強(qiáng)度(建議用時(shí)：40分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．四種電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示．一正電荷q僅在靜電場(chǎng)力作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度越來越大．則該電荷所在的電場(chǎng)是圖中的()解析：選D.由正電荷q僅在靜電力的作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，故由M向N的方向?yàn)殡妶?chǎng)線的方向，故B錯(cuò)誤；加速度越來越大，即電場(chǎng)線越來越密，故A、C錯(cuò)誤，D正確．2．(多選)(2024·湖南邵陽期中)一個(gè)檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到電場(chǎng)力F，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，下圖中能正確表示q、F、E三者關(guān)系的是()解析：選CD.由F＝qE知，某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定，F(xiàn)與q成正比，故A錯(cuò)誤；因?yàn)殡妶?chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度與放入電場(chǎng)中電荷的電荷量無關(guān)，由場(chǎng)源電荷確定，所以電場(chǎng)強(qiáng)度不隨q、F的改變而改變，故B錯(cuò)誤，C正確；由F＝qE知，檢驗(yàn)電荷q肯定，F(xiàn)與E成正比，故D正確．3．(多選)(2024·廣東汕頭期中)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放了一個(gè)正電荷，受到的電場(chǎng)力向左，若放了負(fù)電荷，受到電場(chǎng)力向右，則下列說法正確的是()A．放正電荷時(shí)，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左B．放負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右C．若放中性的物體，則電場(chǎng)力為0D．若放中性的物體，則電場(chǎng)強(qiáng)度為0解析：選AC.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場(chǎng)力方向相同，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左，所以放入正電荷和負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均向左，故A正確，B錯(cuò)誤；若放中性的物體，則電場(chǎng)力為0，選項(xiàng)C正確；電場(chǎng)強(qiáng)度由場(chǎng)源電荷確定，與摸索電荷無關(guān)，若放中性的物體，電場(chǎng)同樣存在，電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故D錯(cuò)誤．4．如圖所示，在正方形四個(gè)頂點(diǎn)分別放置一個(gè)點(diǎn)電荷，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，則下列四個(gè)選項(xiàng)中，正方形中心處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是()解析：選B.依據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝eq\f(kQ,r2)，結(jié)合矢量合成法則，A圖中兩個(gè)負(fù)電荷在正方形中心處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，兩個(gè)正點(diǎn)電荷在中心處電場(chǎng)強(qiáng)度為零；B圖中正方形對(duì)角線異種電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度，即為各自點(diǎn)電荷在中心處相加，因此此處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2eq\r(2)eq\f(kQ,r2)；C圖中正方形對(duì)角線的兩負(fù)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度在中心處相互抵消，而正點(diǎn)電荷在中心處，疊加后電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(kQ,r2)；D圖中依據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，結(jié)合疊加原理，則有在中心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(2)eq\f(kQ,r2)，故選B.5．兩點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，A、B是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，下列推斷正確的是()A．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等，方向相同B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同C．左邊電荷帶負(fù)電，右邊電荷帶正電D．兩電荷所帶電荷量相等解析：選C.電場(chǎng)線的疏密代表電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線越密，代表電場(chǎng)越強(qiáng)，電場(chǎng)方向?yàn)殡妶?chǎng)線的切線方向，故從圖中可以看出A點(diǎn)、B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不同，故A、B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線從正電荷指向負(fù)電荷，故C正確；右邊電荷四周的電場(chǎng)線密集，故此電荷的電荷量較大，故D錯(cuò)誤．6．如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場(chǎng)線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示．則()A．a(chǎn)肯定帶正電，b肯定帶負(fù)電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個(gè)粒子的動(dòng)能，一個(gè)增加一個(gè)減小解析：選C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)，所受力的方向指向軌道的內(nèi)側(cè)，由于電場(chǎng)線的方向不知，所以粒子帶電性質(zhì)不確定，故A錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)，所受力的方向指向軌道的內(nèi)側(cè)，從圖中軌道改變來看速度與力方向的夾角小于90°，所以電場(chǎng)力都做正功，動(dòng)能都增大，速度都增大，故B、D錯(cuò)誤；電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)的強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)的強(qiáng)度小，所以a受力減小，加速度減小，b受力增大，加速度增大，故C正確．7．(2024·青海西寧四中期中)如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場(chǎng)線平行，A、C連線與電場(chǎng)線垂直．則()A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(E2＋k2\f(Q2,r4))B．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E－keq\f(Q2,r4)C．D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不行能為0D．A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同解析：選A.正點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E′＝eq\f(kQ,r2)，而勻強(qiáng)電場(chǎng)在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，因方向相互垂直，依據(jù)矢量的合成法則，則有A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(E2＋k2\f(Q2,r4))，故A正確；同理，點(diǎn)電荷Q在B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相同，因此B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＋eq\f(kQ,r2)，故B錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷Q在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相反，當(dāng)兩者大小相等時(shí)，則D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小可以為零，故C錯(cuò)誤；依據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合點(diǎn)電荷電場(chǎng)與勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向，可知，A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，而方向不同，故D錯(cuò)誤．8．(多選)(2024·廣東汕頭期中)下列圖中，絕緣細(xì)繩一端固定在天花板，一端系一質(zhì)量為m的帶正電小球，為了使小球能靜止在圖中所示位置，可加一個(gè)與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，所加電場(chǎng)方向可能是()解析：選BCD.A圖中，小球帶正電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左，帶電小球所受的電場(chǎng)力水平向左，則小球不行能靜止在圖示位置，故A錯(cuò)誤；B圖中，小球帶正電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，帶電小球所受的電場(chǎng)力水平向右，則小球可能靜止在圖示位置，故B正確；C圖中小球受電場(chǎng)力方向斜向右上方，向下的重力及向左上方的細(xì)線的拉力，三力可能平衡，選項(xiàng)C正確；D圖中，電場(chǎng)方向向上，當(dāng)qE＝mg，小球能靜止在圖中位置，故D正確．【B組素養(yǎng)提升】9．(2024·江西玉山一中期中)在一半徑為R的圓周上勻稱分布有偶數(shù)N個(gè)帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))無間隙排列，其中A點(diǎn)的小球帶電荷量為＋2q，其余小球帶電荷量為＋q，此時(shí)圓心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)僅撤去A點(diǎn)的小球，則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A．E B.eq\f(E,2)C.eq\f(E,3) D.eq\f(E,4)解析：選A.假設(shè)圓周上勻稱分布的都是電荷量為＋q的小球，由于圓周的對(duì)稱性，依據(jù)電場(chǎng)的疊加原理知，圓心O處電場(chǎng)強(qiáng)度為0；現(xiàn)在A處放置＋2q的小球，此時(shí)圓心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等效于A點(diǎn)處電荷量為＋q的小球在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，所以此時(shí)有E＝keq\f(q,r2)，方向水平向左；現(xiàn)僅撤去A點(diǎn)的小球，剩余小球在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與A點(diǎn)放置＋q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即E′＝keq\f(q,r2)＝E，方向向右，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤．10．(2024·杭州期末)如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1＝＋1.0×10－8C和Q2＝＋4.0×10－8C，分別固定在x坐標(biāo)軸上的x＝0和x＝6cm的位置，則下列說法正確的是()A．在x軸上有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)B．在x＝1.2cm處電場(chǎng)強(qiáng)度為0C．在x軸上的x＜6cm的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的負(fù)方向D．在x軸上的x＞6cm的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的正方向解析：選D.電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)電荷在該處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反．由于兩個(gè)點(diǎn)電荷都帶正電，電荷量不等，由E＝keq\f(Q,r2)知，在x軸上有一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)，該點(diǎn)在x軸上兩個(gè)點(diǎn)電荷之間靠近Q1的位置，故A錯(cuò)誤；設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)坐標(biāo)為x，則有keq\f(Q1,x2)＝keq\f(Q2,（0.06－x）2)，可得x＝0.02m＝2cm，故B錯(cuò)誤；依據(jù)電場(chǎng)的疊加原理知，在x軸上的2cm＜x＜6cm和x＜0的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的負(fù)方向，在0＜x＜2cm的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的正方向，故C錯(cuò)誤；依據(jù)電場(chǎng)的疊加原理知，在x軸上的x＞6cm的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的正方向，故D正確．11．(2024·甘肅鎮(zhèn)原二中期中)如圖所示，用細(xì)線將質(zhì)量m＝4×10－3kg的帶電小球懸掛在天花板上，空間中存在方向水平向右，大小E＝1×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝37°，g取10m/s2.(1)求小球的帶電荷量；(2)求細(xì)線的拉力．解析：(1)小球受到的電場(chǎng)力方向向右，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，所以小球帶正電．對(duì)小球，在如圖所示力的作用下處于平衡狀態(tài)．由平衡條件得：qE＝mgtanθ得：q＝eq\f(mgtanθ,E)＝eq\f(4×10－3×10×0.75,1×104)C＝3×10－6C.(2)由平衡條件有：FTcosθ＝mg得細(xì)線的拉力為：FT＝eq\f(mg,cosθ)＝eq\f(4×10－3×10,0.8)N＝5×10－2N.答案：(1)3×10－6C(2)5×10－2N12．在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合，如圖甲所示坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m．放在A、B兩點(diǎn)的摸索電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，電場(chǎng)力的大小跟摸索電荷所帶電荷量的關(guān)系圖象如乙圖中直線a、b所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電．求：(1)B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．(2)試推斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說明理由．(3)點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)．解析：(1)由圖可知，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB＝eq\f(F,q)＝2.5N/C，方向指向x軸負(fù)方向．同理A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝40N/C，方向指向x軸正方向．(2)放在A、B兩點(diǎn)的摸索電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，而正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反．若點(diǎn)電荷在A的左側(cè)或在B的右側(cè)，正負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向不行能相同，所以點(diǎn)電荷Q應(yīng)位于A、B兩點(diǎn)之間，依據(jù)正負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向，知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電．(3)設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為xm，由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)