2023年高中物理电场练习课后训练鲁科版选修3.docx

电场练习 一、选择题〔此题共11小题，每题5分，共55分〕 1．以下说法中，正确的选项是〔    〕 A．在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同 B．E=kQ/r2仅适用点电荷形成的电场 C．电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向 D．当初速度为零时，放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定与电场线重合 2．在匀强电场中将一个带电量为q、质是为m的小球由静止释放，小球的运动轨迹为一直线，此直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场E的最小值是〔    〕 A．      B． C．    D． 3．在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电- Q2，且Q1=2Q2。用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强的大小，那么在x轴上〔    〕 A．E1= E2之点只有一个，该处合场强为零 B．E1= E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2 E2 C．E1= E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2 E2 D．E1= E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2 E2 4．在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图。由图线可知〔    〕 A．a、b、c、d四点不可能在同一电力线上 B．四点场强关系是EC> Ea> Eb> Ed C．四点场强方向相同 D．以上答案都不对 图3-28 5．如以下图，点电荷q沿负电荷电场中的一条电场线MN从a点运动到b点动能逐渐增大，那么〔    〕 A．电场线的方向由M指向N B．电场线的方向由N指向M C．点电荷q一定带正电 D．点电荷q不一定带负电 6．如以下图，a、b两个点电荷带等量同种正电荷，位置固定，O为ab的中点，O1 O2              通过O且与ab垂直，一个电子〔重力可忽略〕从O2一侧沿O2 O1方向射入，那么电子穿过O再向左运动的过程中〔    〕 A．它的加速度逐渐变大 B．它的加速度逐渐变小 C．它的加速度开始一段逐渐加大，后来逐渐减小 D．它的加速度开始一段逐渐减小，后来逐渐增加 7．如以下图，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一外表绝缘的带正电小球〔可视为质点且不影响Q的电场〕从左端以初速度v0滑上金属板上的上外表，向右运动到右端，在该运动过程中〔    〕 A．小球作匀速直线运动 B．小球先减速运动，后加速运动 C．小球受的电场力做正功 D．小球受的电场力的冲量为零、 8．如以下图为静电场的一局部电场线的分布，以下说法正确的选项是〔    〕 A．这个电场可能是负点电荷形成的 B．C点处的场强为零，因为那没有电场线 C．点电荷q在A点所受到的电场力比在B点所受电场力大 D．负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点切线方向 9．如图甲中，AB是一个点电荷的电场线，图13-33乙那么是方向在电场线上，ab处的检验电荷的电量大小与所受电场力大小之间的函数图像，由此可以判断〔    〕 A．场源是正电荷，位置在B侧 B．场源是正电荷，位置在A侧 C．场源是负电荷，位置在A侧 D．场源是负电荷，位置在B侧 10．如以下图，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。假设粒子在运动中只受电场力作用。根据此图作出正确判断的是〔    〕 A．带电粒子所带电荷的符号 B．粒子在a、b两点的受力方向 C．粒子在a、b 两点何处速度大 D．a、b两点电场的强弱 11．关于电场线的表达正确的选项是〔    〕 A．沿着电场线的方向电场强度越来越小。 B．在没有电荷的地方，任何两条电场线都不会相交 C．电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 D．电场线是非闭合曲线，始于正电荷或无穷远，止于负荷或无穷远 二、填空题〔9分〕 12．如以下图，半径为R的圆环，均匀带有电量为Q的正电荷，现从环上截去长Δs的一小段，假设Δs<R，且圆环剩余局部的电荷分布不变，那么圆环剩余局部的电荷在环心O处产生的场强的大小为       ，方向为        。 三、计算题〔此题共3小题，每题12分，共36分〕 13．一带电云层经过某一村庄上空时，村中一气象观测者把一质量为6克，体积为5升，带有9×10-5C正电荷的氢气球释放后，气球匀速上升，那么云层和地面间的电场强度大小为多少？方向是什么？〔ρ空气=1．29kg/m3，g=10m/s2,气球体积不变，不计空气阻力〕。 14．如图示，质量为m、2m、3m的三个小球A、B、C，，其中B球带电量为+q，A、C球不带电，用绝缘细线将A、B、C串连后放在方向竖直向下，大小为E的匀强电场中，设法将A固定，三个小球处于静止状态，此时A、B球间细线拉力为多少？假设将A球释放，那么释放瞬间A、B球间细线的拉力变为多少？ 15．如图13-37所示，在场强为E、方向竖直向上的习强电场中，水平固定一块长方形绝缘薄板。将一质量为m，带有电荷-q的小球，从绝缘板上方距板h高处以速度v0竖直向下抛出。小球在运动时，受到大小不变的空气阻力f的作用，且f<(qE+mg)，设小球与板碰撞时无机械能损失，且电量不变。求小球在停止运动前所通过的总路程。 试题答案: 1．B  关于D选项，要带电粒子的运动轨迹与电场线重合，应同时满足以下三个条件：〔1〕电场线是直线；〔2〕带电粒子静止或初速方向与电场线平行；〔3〕带电粒子只受电场力作用 2．B  小球由静止释放，运动轨迹为直线说明小球所受合力方向与速度方向同向。根据矢量的平行四边形法那么，如图，电场力最小值为mgsinθ,所以场强最小值为mgsinθ/q，选项B正确。 3．B  在Q1左边区域时，由于Q1=2Q2，它们对q的作用力不可能相等，因此在Q1的左边不存在E1=E2的点，而在Q1与Q2之间是以及Q2的右边区域有这样的点，而且这样的点到Q1的距离是它到Q2距离的 倍。进一步考虑E1、E2的方向，可知合场强为零的点在Q2的右边，合场强为2E2的点在Q1与Q2之间。所以，此题只有选择项B是正确的。 4．BC Ｆ＝Ｅq，场中位置确定了，那么Ｅ就确定了，∴对于确定的点Ｆ∝q，在F-q图上E应从斜率反映出来，由斜率知Ec>Ea>Eb>Ed又因为斜率均为正值，所以a、b、c、d四点场强方向相同。此四点可以是孤立的点电荷形成电场的一条电力线上的四个点，也可以是等量异种电荷连线中垂线上的四个点，所以它们可以在一条电力线上，也可以不在一条电力线上。 5．D  点电荷由a点到b的动能逐渐增大，只能说明点电荷q受到的电场力的方向是a指向b的，不能说明电荷q在a、b两处所受电场力的大小，因此也无法比拟a、b两点电力线的疏密，确定不了电力线的方向，也无法确定电荷q带何种电，可能带正电，也可能带负电，因此只有选项D正确。 6．C  此题对电子沿Q1Q2方向运动的加速度，只要求是定性分析。从图可以看到等量同种电荷周围电力线的分布情况，其中O点处场强为零。从O1到O2方向上电力线先是从稀疏逐渐密集，再又逐渐稀疏。因此电 子从O1到O2过程中受到电场力由小逐渐变大再逐渐变小，这样电子从O到O2运动过程中的加速度大小是开始一段逐渐加大，后来逐渐减小，因此答案应为C。 7．A  在金属板外表所形成的电场的电场线垂直于金属外表，故此射入的正电荷所受电场力方向始终竖直向下，所以小球作匀速直线运动，电场力做功为零，电场力的冲量为Ft，并不为零。 8．C 9．B  由原题图可知a点场强大(a直线斜率大)b点场强小，故应是处在a点左侧的正电荷发出的电场线。 10．BCD  电场力的方向一定与电场线平行，由运动轨迹知粒子在各点的运动方向在该点的切线方向，根据运动方向、受力方向和轨迹三者的关系知粒子受电场力一定指向轨迹曲线内侧，B正确。      轨迹位于x和速度之间且向力的方向偏，粒子运动中电场力做负功，故速度变小，C正确。 11．BCD 12．k 方向沿Δs与O的连线指向Δs      提示：完整的带电圆环在环心O处产生的合场强为零，环心O处的合场强E可以看作环长Δs这一小段上的电荷在环心O处产生的场强E1，与圆环其余局部的电荷在环心O处产生的场强E2的矢量和，即E= E1-E2=0。因Δs< R，故Δs上带有的电荷可视为点电荷，其电量q= ，在环心O处产生的场强为E1=k =k ，方向沿Δs与O的连线指向背离Δs。圆环剩余局部的电荷在环心O处产生的场强那么为E2= E1=k ,方向沿Δs与O的连线指向Δs。 13．解：气球受重力G、浮力F浮、电场力F电而平衡，气球受到重力G=mg6×10-3×10=6×10-2N，气球受到空气的浮力F浮=ρ空g =1.29×10×5×10-3=6.45×10-2N。因为F浮>G，所以气球受到的电场力跟重力方向相同，大小为F电=F浮-G=0．45×10-2N。 根据F电=Eq，所以E= =N/S=50N/C。正电荷受力的方向跟场强方向相同。所以云地间电场强度大小为50N/C，方向竖直向下。 14．解：A固定时，系统受力平衡对B、C球整体：    F1=〔mB+mC〕g+qE=5mg+qE    释放A时，A、B具有相同的加速度，且大于g，所以BC间绳子松驰。    对A、B整体：a= 。 对A球：F2+mAg=mAa    ∴F2=mAa=mAg=qE/3。 15．解：小球受重力和竖直向下的电场力及空气阻力作用，且f<(Eq+mg),所以小球最终停在板上。设小球运动的总路程为s，那么空气阻力f一直做负功，且值为fs。对整个过程中由动能定理有mgh+Eqh-fs=0- mv2 得s=