2019-2020年高二物理 第13单元45分钟过关检测（训练22 电场 电场强度）（有解析） 大纲人教版第二册.doc

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2019-2020年高二物理 第13单元45分钟过关检测（训练22 电场 电场强度）（有解析） 大纲人教版第二册 基础巩固站起来，拿得到！ 1.电场中有一点P，下列说法中正确的是（ ） A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点处场强减半 B.若P点没有检验电荷，则P点的场强为零 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大 D.P点的场强方向与该点放置检验电荷的带电性质有关 答案：C 解析：为了知道电场中某点的场强，我们可以把一个检验电荷放于该点，其受到的电场力F与自身电荷量q的比值可反映该点电场的强弱，但这个比值对这一点来讲是个定值，即该点的场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都无关系.所以A、B选项错误. 选项C考查电场力公式F=Eq，当q一定时，E越大，F就越大. 选项D考查场强方向的判定.判断某点场强方向，我们可以在该点放置带正电或负电的检验电荷，分析出检验电荷受力方向，再确定该点场强方向.其实该点场强方向与检验电荷的正负、有无都无关系.所以D选项错误. 2.在由一个点电荷产生的电场中，在离该点电荷距离为r的一点上，电荷量为q的检验电荷所受电场力为F，则离该点电荷距离为r处的场强大小为（ ） A.F/q B.Fr02/qr2 C.F0/qr D.Fr02/qr 答案：B 解析：由库仑定律F=k有：Q= Q在r处场强大小E===，故B对. 3.下面关于电场线的论述正确的是（只考虑电场） …（ ） A.电场上任一点的切线方向就是点电荷在该点运动的方向 B.电场线上任一点的切线方向就是正电荷在该点的加速度方向 C.电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方是匀强电场 D.只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场线方向运动 答案：B 解析：电场线是一组形象描述电场强弱和方向的假想曲线.电场线上任一点的切线方向是正电荷在该点所受电场力的方向，只考虑电场时即其加速度方向，但不一定是其运动方向,只有电场线为直线且带电粒子初速度为零或初速度方向与场强方向平行时，其轨迹才与电场线重合，一般情况下电荷是不能沿电场线方向运动的.只有均匀分布的平行直线的电场线才是匀强电场.故选B. 4.在孤立的点电荷的电场中，下列说法正确的是……（ ） A.电场中电场线越密的地方场强越强 B.不存在两条平行的电场线 C.找不到两个电场强度完全相同的点 D.沿着电场线的方向场强越来越小 解析：孤立的点电荷的电场，其电场线是以点电荷为中心的辐射状的直线，则A、B、C对.但对正点电荷和负点电荷，其电场线的指向正相反，对负点电荷形成的电场，沿电场线方向场强越来越大，故D错. 5.两个固定的异号点电荷，电荷量给定但大小不等，用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直线上，E1=E2的点（ ） A.有三个，其中两处合场强为零 B.有三个，其中一处合场强为零 C.只有两个，其中一处合场强为零 D.只有一个，该处合场强不为零 答案：C 解析：E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，分析讨论时显然要用到点电荷产生的电场强度公式E=k,q1和q2把直线分为三个区间，所以，我们可以按这三个区间分别讨论. 设两个异号电荷的电荷量分别为q1、q2,且q1>q2,如图所示，按题意可分三个区间讨论. ①直线上q1的外侧，任何一点到q1和q2的距离r1q2，由E=k,可知E1>E2,不存在E1=E2的点. ②在q1与q2之间的连线上，离q2较近（即r1>r2）处存在一点，使得k=k. 即E1=E2.两点电荷在该点处产生的场强方向相同，合场强为2E1或2E2. ③直线上q2的外侧，r1>r2,q1>q2，根据E=k，可知E1和E2有可能相等，但方向相反，合场强为零. 6.如图所示，点电荷Q产生的电场中有一a点，现在在a点放一电荷量为q=+210-8 C的检验电荷，它受到的电场力为7.210-5 N，方向水平向左.则： （1）点电荷Q在a点产生的场强大小为E=____________，方向____________. （2）若在a点换上另一带电荷量为q′=-410-8 C的检验电荷，它受到的电场力大小为_________________，方向为___________________；此时点电荷Q在a点产生的场强大小为E=__________________. （3）若将检验电荷从a点移走，则a点的场强大小为____________________. 答案：（1）3.6103 N/C 方向向左 （2）-14.410-5 N 水平向右 3.6103 N/C (3)3.6103 N/C[] 解析：根据电场强度的定义式：E=可得：E= N/C=3.6103 N/C，电场的方向与正电荷在该处受力方向一致，所以其方向为：水平向左. （2）a点的电场是由点电荷Q产生的，因此此电场的分布由电荷Q来决定，只要Q不发生变化，a点的场强就不发生变化，与有无试探电荷以及试探电荷的电性无关. 由E=得： F=Eq=3.6103(-4)10-8 N=-14.410-5 N，[Z#xx#k] 方向水平向右. （3）电场强度不变. 7.在匀强电场中，将一质量为m、带电荷量为q的小球由静止释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为θ.则电场强度的最小值应____________. 答案：mgsinθ/q 解析：依题意，小球所受合外力必与直线重合，欲使电场强度最小，则受力分析如图： qEmin=mgsinθ Emin=mgsinθ/q. 8.如图所示，A、B两个带电小球可看成点电荷，用两根等长的绝缘细线悬挂起来，在水平方向的匀强电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向.已知QA=1.010-8 C,A、B相距3 cm，则该电场的场强为____________，方向为____________. 答案：1.0105 N/C 水平向左 解析：依题意，A、B均静止，A带正电荷，则B必带负电荷，且所加匀强电场的方向为水平向左. qAE=k=qBE E=kqA/r2=9.01091.010-8/(0.03)2 N/C=1.0105 N/C. 能力提升踮起脚，抓得住！ 9.一个单摆的摆球质量为m，摆球带有电荷量为q的负电荷，在没有电场时，单摆做简谐运动，周期为T.若在摆动过程中，突然在单摆周围加一个场强大小为mg/q、方向竖直向下的匀强电场，则摆球的运动可能变为（ ） A.静止不动 B.匀速直线运动 C.圆周运动 D.周期小于T的简谐运动 答案：AC 解析：突然加一大小为mg/q、方向竖直向下的匀强电场，对负电荷q有：mg=qE，若此时单摆的速度为零，则摆球在此平衡力作用下静止不动；若此时单摆有速度，则摆球将在绳的张力作用下做圆周运动.故选A、C. 10.把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放，电荷只受电场力作用，则以下说法正确的是（ ） A.点电荷的运动轨迹一定和电场线重合 B.点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致 C.点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合 D.点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动 答案：C 解析：仅当电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一条直线上，且只受电场力时，点电荷的加速度方向才与电场线的切线方向重合. 11.如图所示，A为带正电荷Q的金属板，沿金属板的垂直平分线、在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘丝线悬挂于O点.试求小球所在处的电场强度. 答案：E=,方向水平向右 解析：分析小球的受力如图所示，由平衡条件得 F=mgtanθ，且小球带正电. 所以，小球所在处的电场强度E==. 小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右. 拓展应用跳一跳，够得着！ 12.如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的点电荷q（负电荷），当把该点电荷释放，它只在电场力作用下运动时，下列说法正确的是（ ） A.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零 答案：C 解析：要判断点电荷q由P到O过程中，加速度和速度的变化情况，必须先分析q所受电场力的变化情况，也即要分析清楚MN中垂线上场强的变化情况.此题我们若采用解析的办法判断场强的变化将会非常繁杂，其实只要分析判断出几个特殊点的场强情况，问题即可得解. 由于M、N为两个等量同种电荷，O点的场强为零，又距O无限远的地方场强也为零，而中垂线上其他点的场强不会为零；显然，沿中垂线从O到无限远，存在一场强最大的点，场强必先增大后减小.若点电荷的初始位置在场强最大点的下方，负的点电荷q由P到O的过程中，加速度一直减小，到达O点时加速度为零，速度达最大值；若负的点电荷q的初始位置在场强最大点的上方，它由P向O运动的过程中，加速度先增大后减小，速度一直增大，到达O点时速度最大，所以，选项C对，A、B错.当负电荷q越过O点后，由电场分布的对称性可知,q所受电场力和运动的加速度有可能先增大后减小，选项D错.综上所述，本题的正确选项为C. 13.研究表明：地球表面的电场强度不为零.设地球表面电场强度的平均值为E（N/C），则地球表面每平方米所带电荷量为多少？（静电力常量为k） 答案：q=（C/m2) 解析：乍看起来，此题似乎不可想象，已知电场强度E，求电荷量问题，本节只涉及到两个公式：一是点电荷产生的电场的场强公式E=k;二是电场强度的定义式.本题既不是点电荷的电场，也不存在试探电荷q，看起来用常规的思维方法似乎行不通.不妨设想地球是个规则球体，地球表面所带的电荷是均匀分布的，则地球可以看作是一个孤立的带电球体.这时，地球外面（包括地球表面）的电场，可以等效为一个点电荷在该区域所形成的电场，这个点电荷位于地球球心处，点电荷所带电荷量与地球表面所带的电荷量相等，那么，地球表面处的电场强度就等于这个点电荷在该处所产生电场的电场强度，基于以上分析，我们可作如下解答. 设地球表面所带电荷量为Q，地球半径为R，则地球表面处的电场强度为E=k，得Q= 所以地球表面上每单位面积上的电荷量为q== C/m2 在解该题时注意应用“等效”思想. 14.在真空中O点放一个点电荷Q=+1.010-9 C，直线MN通过O点，OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.010-10 C,如图所示.求： （1）q在M点受到的作用力； （2）M点的场强. 答案：（1）1.010-8 N，沿MO指向Q （2）1.0102 N/C，沿OM连线指向N 解析：（1）由库仑定律可得q在M点受到的作用力大小为： F=k=9109 N=1.010-8 N， 方向沿MO指向Q. （2）M点的场强E== N/C=1.0102 N/C，方向沿OM连线指向N.其实E的大小也可以由电场强度的定义式E=k求得.