廣東省汕頭市潮陽(yáng)一中高二物理競(jìng)賽專題：4.電場(chǎng)

廣東省汕頭市潮陽(yáng)一中高二物理競(jìng)賽專題：4.電場(chǎng)一、選擇題（每小題4分，共16分）1.一個(gè)點(diǎn)電荷q放在空間中，以下說(shuō)法正確的是（）A.在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，離點(diǎn)電荷越近的電場(chǎng)強(qiáng)度越大。B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定與正電荷的運(yùn)動(dòng)方向一致。C.電勢(shì)能越大的點(diǎn)電荷，其電勢(shì)越高。D.電勢(shì)能的變化量與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比。2.一個(gè)負(fù)電荷q在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，關(guān)于該電荷的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.電荷一定受到電場(chǎng)力作用。B.電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是一條直線。C.電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度一定減小。D.電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可能與電場(chǎng)線不重合。3.一個(gè)等量同種電荷放在一個(gè)等量異種電荷的附近，它們之間的作用力大小為F，以下說(shuō)法正確的是（）A.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)?F。B.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)镕/2。C.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小不變。D.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)?。4.在一個(gè)均勻電場(chǎng)中，一個(gè)點(diǎn)電荷q從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)，電勢(shì)能變化了ΔE，則該點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力做功為（）A.ΔEB.-ΔEC.qΔED.-qΔE二、填空題（每空2分，共8分）1.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E=_________，其中F為電場(chǎng)力，q為電荷量。2.一個(gè)點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中，其電勢(shì)能為E_p，電勢(shì)為φ，則該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能表達(dá)式為E_p=_________。3.在一個(gè)等量同種電荷的電場(chǎng)中，距離點(diǎn)電荷為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，則該點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力為F=_________。4.一個(gè)負(fù)電荷q在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)開(kāi)________。三、計(jì)算題（共36分）1.（12分）一個(gè)電偶極子的正電荷量為q，負(fù)電荷量為-q，電荷間距為d，在電偶極子的中垂線上取一點(diǎn)P，距離電偶極子的中點(diǎn)為r。求點(diǎn)P處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。2.（12分）一個(gè)等量同種電荷放置在一個(gè)等量異種電荷的附近，它們之間的作用力大小為F。若將兩電荷間距增大一倍，求它們之間的作用力大小。3.（12分）一個(gè)負(fù)電荷q在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，軌跡長(zhǎng)度為l。求該負(fù)電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力做功。四、解答題（每小題10分，共30分）1.證明：在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于這兩點(diǎn)之間沿電場(chǎng)線方向的距離與電場(chǎng)強(qiáng)度的乘積。2.一個(gè)正電荷q放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的均勻電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，移動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)其做了功W。已知點(diǎn)A的電勢(shì)為φ_A，點(diǎn)B的電勢(shì)為φ_B，求點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的電勢(shì)差U_AB。3.一個(gè)電偶極子在電場(chǎng)中，其正電荷量為q，負(fù)電荷量為-q，電荷間距為d。假設(shè)電偶極子所在的電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，方向沿電偶極子的軸線。求電偶極子在電場(chǎng)中所受的合力及其方向。五、簡(jiǎn)答題（每小題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述電場(chǎng)線的概念及其在電場(chǎng)分析中的作用。2.簡(jiǎn)述電勢(shì)能、電勢(shì)和電勢(shì)差之間的關(guān)系。3.簡(jiǎn)述電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的物理意義。六、論述題（20分）論述在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，并給出具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式。本次試卷答案如下：一、選擇題1.A解析：根據(jù)庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度E與距離r的平方成反比，因此離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。2.A解析：負(fù)電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，因此電荷一定受到電場(chǎng)力作用。3.C解析：根據(jù)庫(kù)侖定律，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力F與它們之間的距離r的平方成反比，因此增大距離會(huì)使作用力減小到原來(lái)的1/4。4.B解析：電勢(shì)能的變化量ΔE等于電場(chǎng)力做的功W，而功W等于電荷量q乘以電勢(shì)差Δφ，因此ΔE=qΔφ。二、填空題1.F/q解析：電場(chǎng)強(qiáng)度E定義為單位正電荷所受的電場(chǎng)力F與電荷量q的比值。2.qφ解析：電勢(shì)能E_p等于電荷量q乘以電勢(shì)φ。3.Eq解析：電場(chǎng)力F等于電荷量q乘以電場(chǎng)強(qiáng)度E。4.從正電荷指向負(fù)電荷解析：電場(chǎng)強(qiáng)度方向由正電荷指向負(fù)電荷。三、計(jì)算題1.E_P=(1/4πε?)*(q/d)*(1-1/(r^2))解析：使用電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度公式，其中ε?為真空介電常數(shù)。2.F'=F/4解析：根據(jù)庫(kù)侖定律，作用力與距離的平方成反比，因此距離增大一倍，作用力減小到原來(lái)的1/4。3.W=qE*l解析：功W等于電荷量q乘以電場(chǎng)強(qiáng)度E和移動(dòng)距離l的乘積。四、解答題1.解析：根據(jù)電場(chǎng)力做功的公式W=qΔφ，電勢(shì)差Δφ等于電場(chǎng)強(qiáng)度E乘以沿電場(chǎng)線方向的距離d，因此Δφ=Ed。2.U_AB=φ_B-φ_A解析：電勢(shì)差U_AB等于點(diǎn)B的電勢(shì)φ_B減去點(diǎn)A的電勢(shì)φ_A。3.F=2qE*cosθ解析：電偶極子在電場(chǎng)中所受的合力等于電場(chǎng)強(qiáng)度E乘以電荷量q和電場(chǎng)方向與電偶極子軸線夾角θ的余弦值。五、簡(jiǎn)答題1.解析：電場(chǎng)線是用來(lái)形象地表示電場(chǎng)強(qiáng)度和方向的線，電場(chǎng)線的方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。2.解析：電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中由于位置而具有的能量，電勢(shì)是單位正電荷在電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能，電勢(shì)差是兩個(gè)點(diǎn)之間的電勢(shì)之差。3.解析：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力作用效果的物理量，電勢(shì)是描述電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)能大