高中物理选修3-1课时作业6:1.3 习题课:库仑定律 电场强度
人教版高中物理选修3-1 库仑定律 课时作业
2018-2019学年人教版选修3-1 库仑定律 课时作业一、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·荆州期末)下列关于点电荷的说法中,正确的是( ) A .体积大的带电体一定不是点电荷B .当两个带电体的形状对它们相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷C .点电荷就是体积足够小的电荷D .点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 【答案】 B【解析】由带电体看作点电荷的条件,当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷由研究问题的性质决定,与自身大小、电荷量和形状无具体关系,故A 、C 、D 错误,B 正确.故选B .2.(2017·房山学业水平模拟)真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F .若保持这两个点电荷之间的距离不变,将其中一个点电荷的电荷量变为原来的一半,另一个点电荷的电荷量变为原来的两倍,则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为( )A .2FB .FC .F 2D .F 4【答案】B【解析】真空中两个点电荷,它们之间的作用力大小为F =kQqr 2.若保持两点电荷间的距离不变,一个点电荷的电荷量变为原来的2倍,另一个点电荷的电荷量变为原来的12,则两点电荷间的作用力大小F ′=k 2Q ·12qr2=F .故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B .3.(2017·镇江学业水平模拟)真空中,相距为r 的两点电荷间库仑力的大小为F ,若要使它们之间的库仑力变为原来的4倍,下列措施可行的是( )A .保持两个电荷间距离不变,将它们的电量都增加为原来的2倍B .保持两个电荷间距离不变,将它们的电量都减小为原来的12C .保持两个电荷的电量不变,将它们之间的距离减小为原来的14D .保持两个电荷的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的4倍 【答案】A【解析】根据库仑定律知,距离为r 时两点电荷的库仑力为F =k Q 1Q 2r 2.若保持两个电荷间的距离不变,将它们的电量都增加为原来的2倍,能使它们之间的库仑力变为原来的4倍,故A 正确.若保持两个电荷间距离不变,将它们的电量都减小为原来的12,能使它们之间的库仑力减小为原来的14,故B 错误.保持两个电荷的电量不变,将它们之间的距离减小为原来的14,由库仑定律知,它们之间的库仑力变为原来的16倍,故C 错误.保持两个电荷的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的4倍,由库仑定律知,它们之间的库仑力变为原来的116,故D 错误.故选A .4.(2017·大庆校级模拟)在光滑的绝缘水平面上,有质量均为m ,带电量分别为+q 和-q 的甲、乙两个小球,在力F 的作用下一起做匀加速直线运动,则甲、乙两球之间的距离r 为( )A .q kF B .q 2k F C .2qk FD .2qF k【答案】B【解析】选甲、乙作为整体为研究对象,加速度为a =F2m ①,选乙为研究对象,列牛顿第二定律方程有kq 2r2=ma ②,①②联立得r =q2kF.故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B . 5.如图所示,可视为点电荷的小物体A 、B 分别带负电和正电,B 固定,其正下方的A 静止在绝缘斜面上,则A 受力个数可能为( )A .A 可能受2个力作用B .A 可能受3个力作用C .A 可能受4个力作用D .A 可能受5个力作用【答案】AC【解析】小物体A 必定至少受到两个力作用,即重力和B 对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A应只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A的重力,则A 还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A必定受到斜面的静摩擦力,所以A受到的力可能是2个,也可能是4个,选A、C.6.(2018·资阳模拟)如图所示,带正电小球A固定在绝缘竖直墙上,另一个带正电、质量为m的小球B用绝缘细绳拴住,小球B在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止,且A、B两球处于离地面高度为h的同一水平面上.现将细绳剪断,下列说法不正确的是()A.小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动B.小球B在细绳剪断瞬间加速度等于gC.小球B在空中运动的时间大于2h gD.小球B落地的速度大于2gh【答案】ABC【解析】将细绳剪断瞬间,小球受到重力和库仑力的作用,合力斜向右下方,并不是只有重力的作用,因此剪断瞬间起开始,不可能做平抛运动,且加速度大于g,故A、B错误;小球在下落过程中,除受到重力外,还受到库仑斥力,那么竖直方向的加速度大于g,因此球落地的时间小于2hg,落地的速度大于2gh,故C错误,D正确.二、非选择题7.把质量2 g的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q=4.0×10-6 C的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,绳与竖直方向成α=45°角.试求:(g取10 m/s2)(1)B球受到的库仑力多大?(2)A球带电荷量是多少?【解析】(1)带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力T的作用,其合力为零.因此mg-T cos α=0,①F ′-T sin α=0,②②÷①得F ′=mg tan α=2×10-3×10×1 N =2×10-2 N , 根据牛顿第三定律有F =F ′=2×10-2 N. (2)根据库仑定律F ′=k qQ r2,所以q =F ′r 2kQ =2×10-2×0.329×109×4.0×10-6 C =5.0×10-8 C . 答案:(1)2×10-2 N (2)5.0×10-8 C8.质量为m 的小球A 套在绝缘细杆上,杆的倾角为α.小球A 带正电,电量为q .在杆上B 点处固定一个电量为Q 的正电荷,将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速释放.小球A 下滑过程中电量不变.不计A 与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中.已知静电力常量k 和重力加速度g .(1)A 球刚释放时的加速度是多大?(2)当A 球的动能最大时,求此时A 球与B 点的距离. 【解析】(1)根据牛顿第二定律mg sin α-F =ma , 根据库仑定律F =k qQ r 2,r =H sin α,解得a =g sin α-kqQ sin 2αmH 2.(2)当A 球受到合力为零、加速度为零时,动能最大.设此时A 球与B 点间的距离为R , 则mg sin α=kqQR2,解得R =kqQmg sin α.答案: (1)g sin α-kQq sin 2αmH 2(2)kqQmg sin α能力提升9.(2017·嘉定一模)静电力常量k 的单位是( ) A .N·m 2/kg 2 B .kg 2/(N·m 2) C .N·m 2/C 2 D .C 2/(N·m 2)【答案】C【解析】库仑定律F =k q 1q 2r 2公式中,电荷量q 的单位为C ,距离r 的单位为m ,库仑力F 的单位为N ,由公式推导得出k =Fr 2q 1q 2,k 的单位为N·m 2/C 2.故C 正确,A 、B 、D 错误.故选C .10.(2017·涟水学业水平模拟)带电体A 固定在绝缘支架上,用一根绝缘丝线将带电小球依次悬挂在1,2,3,4,5,6六个不同的位置,丝线偏转情况如图所示.小球在不同位置时受到带电体A 的库仑力( )A .方向不同,离A 越远库仑力越小B .方向相同,离A 越远库仑力越小C .方向相同,离A 越远库仑力越大D .方向不同,离A 越远库仑力越大 【答案】A【解析】根据同种电荷相斥及库仑力方向即为两者的连线方向,因此它们的方向不同.再依据绳子的偏向角度,结合矢量的合成与平衡条件,小球受到的电场力与重力及其夹角有关,当丝线与竖直方向夹角θ越小时库仑力越小,可知,离A 越远的库仑力越小,离A 越近的库仑力越大.故A 正确,B 、C 、D 错误.故选A .11.如图所示,光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量都为m ,彼此间距离均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施加一个水平力F 的同时放开三个小球.三个小球在运动过程中保持间距r 不变,求:(三个小球均可视为点电荷)(1)C 球的电性和电荷量大小; (2)水平力F 的大小.【解析】(1)A 球受到B 球沿BA 方向的库仑力和C 球的库仑力作用后,产生水平向右的加速度,所以C 球对A 球的库仑力为引力,C 球带负电.对A 球,有k q 2r 2=k qQ r 2·sin 30°,所以Q =2q .(2)又根据牛顿第二定律,有k qQ r 2·cos 30°=ma ,将A 、B 、C 作为整体,则F =3ma =33kq 2r 2.答案:(1)负电 2q (2)33kq 2r212.如图所示,A 、B 是两个带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上,B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,若B 的质量为30 3 g ,则B 带电荷量是多少?(取g =10 m/s 2)【解析】因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L .依据题意可得tan 30°=hL,L =h tan 30°=1033cm =10 3 cm ,对B 进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力F =mg tan 30°=303×10-3×10×33N =0.3 N , 依据F =k Q 1Q 2r 2,得F =k Q 2L 2,解得Q =FL 2k=0.39×109×103×10-2 C =1.0×10-6 C . 答案:1.0×10-6 C。
物理:选修3-1课件 1.3《电场强度》
F2 F4
c
F3
• 如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀 分布的正电荷,其单位长度上的带电量为q, 现截去环上一小段AB,AB长为l(l<<r),则剩余 部分在圆心O处产生的场强多大?方向如何?
四、电场线
1、定义:电场线是用来形象地描 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 电场线上每一点的切线方向,都和该 点的场强方向一致。
E是矢量,其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位: 牛/库 (N/C)
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1、点电荷的电场
Q 大小: k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中,不同点的场强是 不同的,那么场强的大小由什么因素决定? [解析]在点电荷Q形成的电场中,在距离Q为r的P 点放一试探电荷q
仅对点电荷 的电场适用
F Q 例、关于 E ……①和 E k 2 ……②,下列说 q r
法中正确的是( C ) (1)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是 放入电场中电荷的电量 (2)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是 产生电场电荷的电量 (3)②式中,q是放入电场中的电荷的电量 (4)②式中,Q是产生电场的电荷的电量 A、(1)(3) C、(1)(4) B、(2)(3) D、(2)(4)
B
关于电场强度,下列说法正确的是( ) A. E=F/q,若q减半,则该处的场强变为原来的 2倍 B.E=kQ/r2中,E与Q成正比,而与r平方成反比 C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上, 各点的场强均相同 D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受 到的电场力的方向
例:如图a所示,A、B是一个点电荷产生的电场 的电场线,如图b则是方向在电场线上,a、b两 处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之 间的函数图线,则:( B ) A、点电荷是正电荷,位置在B侧 B、点电荷是正电荷,位置在A侧 C、点电荷是负电荷,位置在A侧 D、点电荷是负电荷,位置在B侧
人教版高二物理选修3-1第一章1.3电场强度 同步课时作业
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业(3)电场强度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 点的场强减半B.若P 点没有放电荷,则P 点的场强为零C.P 点场强越大,则同一电荷在P 点受到的电场力越大D.P 点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同2.如图所示,一个质量为m ,带电量为q +的粒子在匀强电场中运动,依次通过等腰直角三角形的三个顶点A C B 、、,粒子在A B 、两点的速率均为02v ,在C 点的速率为0v ,已知AB d =,匀强电场在ABC 平面内,粒子仅受电场力作用。
则该匀强电场的场强大小为( )A .20mv qdB .202mv qdC .202mv qdD .203mv qd3.下列关于点电荷的场强公式2Q E k r =的几种不同的理解,正确的是( ) A.以点电荷Q 为中心、r 为半径的球面上,各处的场强相同B.当0r →时,E →∞;当r →∞时,0E →C.点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷QD.在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成正比,与2r 成反比4.真空中静止点电荷的电场中,A 处电场强度为E ,若该点电荷电荷量减半,则A 处场强为( ) A.4E B.2E C.E D.4E5.如图,真空中a b c d 、、、四点共线且等距.先在a 点固定一点电荷Q +,测得b 点场强大小为E .若再将另一等量异种点电荷Q -放在d 点,则( )A.b 点的场强比c 点的大B.c 点的场强大小为54E C.b 点的场强方向向左D.c 点的场强方向向左6.如图所示,一电子沿等量异种点电荷的中垂线由A O B →→匀速飞过,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受另一个力的大小和方向的变化情况是( )A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右7.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图所示,半径为R 的球体均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在过球心O 的直线上有A B 、两个点,O 和B 的距离为R B 、和A 间的距离为2R .现以OB 为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k ,球的体积公式为34π3V r =,则A 点处场强的大小为( )A.2536kQ R B.2736kQ R C.2572kQ R D.241450kQ R 8.如图所示是点电荷电场中的一条电场线,下列说法正确的是( )A.A点场强一定大于B点场强B.在B点静止释放一个电子,若仅受电场力作用,电子一定向A点运动C.该点电荷一定带正电D.正电荷运动过程中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向9.如图所示,C为两等量异种点电荷连线的中点,M、N为两电荷连线中垂线上的两点,且MC=NC,过N点作两电荷连线的平行线,且MA=NB。
高中物理选修3-1课后习题和答案以及解释
]课后练习一第 10 讲库仑定律和场强1.如图1-15所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是()A.a带正电,b带负电B.a带负电,b带正电C.a、b均带正电¥D.a、b均不带电答案:C详解:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近小球a, 会在球上感应出正电荷,而负电荷就远离棒,到了金属杆c上。
此时用手指触碰c,会把杆上的负电荷转移走,于是整个验电器就带正电了。
球带正电,金箔也带正电。
2.如图1-4所示,真空中两个自由的点电荷A和B,分别带有-Q和+4Q的电荷,现放入第三个点电荷C,使点电荷A、B、C都处于平衡,则点电荷C应放在什么区域点电荷C带什么电:答案:应该放入一个“+”电荷,并且放在A的左边。
详解:首先电荷不可能放中间,否则该电荷必受到两个同方向的力。
电荷放在右边也不可能,本身B处电荷电荷量就大,如果离它更近,必然是受到的两个电场力大小不一。
因此要放在A左边,并且只能是带正电才可行,因为如果带负电,AB两处电荷不可能平衡。
3.将一定量的电荷Q,分成电荷量q、q'的两个点电荷,为使这两个点电荷相距r时,它们之间有最大的相互作用力,则q值应为______。
答案:详解:二者相互作用力就是看乘积的大小了。
数学上有如下规律,两个正数和一定,必然在二者相等时积最大。
于是答案是。
4.两个点电荷甲和乙同处于真空中.(1)甲的电荷量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍.-(2)若把每个电荷的电荷量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍;(3)保持原电荷电荷量不变,将距离增为原来的3倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍;(4)保持其中一电荷的电荷量不变,另一个电荷的电荷量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的______倍;(5)把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍,那么它们之间的距离必须变为原来的______倍,才能使其间的相互作用力不变。
人教版高中物理选修3-1库仑定律、电场强度.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理库仑定律、电场强度一周强化一、一周知识强化静电场知识是高考常见考点,重点要能用物质的微观模型和电荷守恒定律分析、解释常见的静电现象,知道电荷量的概念;知道库仑定律,认识点电荷间的相互作用规律,会计算真空中两个点电荷的相互作用力大小,认识电场、知道电场力、会用电场线、电场强度描述电场。
二、重难点知识归纳及讲解(一)电荷库仑定律1、电荷守恒定律和元电荷自然界中只有两种电荷,正电荷和负电荷。
电荷的多少叫做电荷量,正电荷的电荷量用正数表示,负电荷的电荷量用负数表示。
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
使物体带电的方法有:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
不管哪种方式使物体带电,都是由于电荷转移的结果。
元电荷e=1.60×10-19C.2、电荷守恒定律电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
这个结论叫做电荷守恒定律。
3、比荷:带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比,叫做该粒子的比荷。
4、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(1)公式(2)k=9.0×109N·m2/c2(3)适用于点电荷(注意:看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸5、由于物体带电是由于电荷的转移,可知,物体所带电荷量或者等于电荷量e,或者等于电荷量e的整数倍。
电荷量e称为元电荷,e=1.60×10-19C,比荷C/kg.6、点电荷:如果带电体的距离比它们自身的大小大得多,带电体的大小和形状忽略不计。
这样的带电体可看作点电荷,它是一种理想化的物理模型。
(二)电场电场强度1、电场的基本性质:就是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。
2、电场是一种特殊的物质形态。
3、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
高中物理 1.3 电场强度课时作业 新人教版选修3-1(2021年最新整理)
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3.电场强度1.关于电场线,下列说法中正确的是( )A.电场线就是电荷运动的轨迹B.电场中的电场线可以相交C.电场线越密的地方场强越小D.电场线上某点的切线方向与负试探电荷在该点所受电场力的方向相反解析:电场线是不闭合的曲线,它的疏密程度可以表示场强的大小,电场线越密的地方场强越大,电场线不能相交,电场线不等同于电荷运动的轨迹,故A、B、C均错.电场线某点的切线方向与放在该点的正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反,故只有D对.答案:D2.关于点电荷产生的电场,下列叙述正确的是( )A.以点电荷为球心、以r为半径的球面上,各点的电场强度都相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强C.在电场中某点放入试探电荷q,若试探电荷受到的电场力为F,则该点的电场强度为E =错误!,取走试探电荷q后,该点电场强度不变D.和电场强度的定义式E=错误!一样,点电荷电场的场强计算公式E=k错误!对于任何电场都是适用的解析:以点电荷为球心,以r为半径的球面上,各点的电场强度大小相等、方向不同,故A错;由E=k错误!,E的大小由Q、r决定,与电荷正负无关,故B错;E与试探电荷q无关,故C正确;E=k错误!仅适用于点电荷的电场,故D错误.答案:C3.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右;当放入负电荷时受到的电场力方向向左,则下列说法中正确的是( )A.当放入正电荷时,该点场强方向向右;当放入负电荷时,该点场强方向向左B.该点场强方向一定向右C.该点场强方向一定向左D.该点场强方向可能向右,也可能向左解析:电场中某一点的电场方向取决于电场本身,其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致,与负电荷的受力方向相反.故只有B正确.答案:B4.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点解析:甲图中与点电荷等距的a、b两点,场强大小相同,方向不相反,A错;对乙图来说,根据电场线的疏密及对称性可判断,b点和a点场强大小、方向均相同,B错;丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点,场强大小相同.方向相反,C对;对丁图来说,根据电场线的疏密可判断,b点的场强大于a点的场强,D错.答案:C5.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列各图所示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()解析:因质点做减速运动,故其所受电场力F的方向与v的方向夹角为钝角,又因为质点带负电荷,其所受电场力F与电场强度E方向相反,故只有选项D正确,选项A、B、C错误.答案:D6。
高中物理选修3-1课时作业26:1.3电场强度
1.3 电场强度一、单项选择题1.电场中有一点P,下列说法正确的是()A.若放在P点电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半B.若P点没有试探电荷,则P点电场强度为零C.P点电场强度越大,则同一电荷在P点所受电场力越大D.P点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向2.关于电场、电场强度、电场线,下列说法中不正确的是()A.电场是电荷周围客观存在的物质B.电场线是为了形象描述电场而假想的曲线C.电场线不可能相交D.电场中某点电场强度的大小与放入该点的试探电荷的电荷量有关3.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是()A.A、B可能是带等量异号的正、负电荷B.A、B可能是带不等量的正电荷C.a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零D.同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等,方向一定相反4.两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是()A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不同C.左边电荷带负电,右边电荷带正电D.两电荷所带电荷量相等5.如图,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP =60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2,E1与E2之比为()A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3D.4∶ 36.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增加C.a的加速度将减小,b的加速度将增加D.两个粒子的动能,一个增加一个减小二、多项选择题7.如图所示,为某一电场中的一条电场线,a、b为线上的两点,则下列判断正确的是()A.这可能是一个匀强电场B.a点场强可能比b点场强大C.a点场强一定比b点场强小D.负电荷在两处所受静电力的方向一定相同8.如图所示,下列为电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象,其中正确的是()9.光滑绝缘的水平桌面上,固定着带电量为+Q、-Q的小球P1、P2,带电量为+q,-q的小球M、N用绝缘细杆相连,下列哪些图中的放置方法能使M、N静止(细杆中点均与P1P2连线中点重合)()10.如图所示,两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点.一个带电粒子在同一平面内由静止释放,仅受电场力作用,沿着AB中垂线从C点运动到D点(C、D是关于A、B对称的两点).下列关于粒子运动的v-t图象中可能正确的是()三、非选择题11.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900 N/C,在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿电场方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9 C的正点电荷,则A处场强大小E A为多少?B处的场强大小E B为多少?12.在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,如图甲所示坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如乙图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电.求:(1)B点的电场强度的大小和方向.(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由.(3)点电荷Q的位置坐标.--☆ 参 考 答 案 ☆--一、单项选择题1.[解析]选C .为了知道电场中某点的电场强度,可以把一个试探电荷放入该点,其受到的电场力F 与自身的电荷量q 的比值Fq 可反映该点场强的大小,但该点的电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量多少、电性无关,A 、B 错误.由E =Fq 得F =Eq ,当q一定时,E 越大,F 越大,C 正确.电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点时受到的电场力的方向,与负电荷受力的方向相反,D 错误.故选C .2.[解析]选D .电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,实际不存在;而电场是实际存在的物质,故A 、B 正确;电场线不相交,否则相交的点的场强方向有两个,故C 正确;电场中某点的场强取决于电场本身,与放入该点的试探电荷的电荷量无关,故D 错误.3.[解析]选D .从电场线向外且对称可知,A 、B 点电荷带等量正电荷,A 、B 选项错误;根据电场的叠加,a 点处的电场强度向上,b 点处的电场强度向下,且由于对称性可知,两点电场强度大小相等,因此将同一试探电荷放在a 、b 两点处所受电场力大小相等,C 错误,D 正确.4.[解析]选C .电场线的疏密代表场强的强弱,电场线越密,代表电场越强,电场方向为电场线的切线方向,故从图中可以看出A 点、B 点电场强度大小和方向均不同,故A 、B 错误;电场线从正电荷指向负电荷,故C 正确;右边电荷周围的电场线密集,故此电荷的电荷量较大,故D 错误.5.[解析]选B .依题意,每个点电荷在O 点产生的场强为E 12,则当N 点处的点电荷移至P 点时,O 点场强如图所示,合场强大小为E 2=E 12,则E 1E 2=21,B 正确. 6.[解析]选C .物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,由于电场线的方向不知,所以粒子带电性质不确定,故A 错误;物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90°,所以电场力都做正功,动能都增大,速度都增大,故B 、D 错误;电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以a 受力减小,加速度减小,b 受力增大,加速度增大,故C 正确.二、多项选择题7.[解析]选ABD .点电荷所形成电场的电场线与匀强电场的电场线及等量异号电荷连线上的电场线均为直线,故无法确定电场情况及a 、b 两点的场强大小,A 、B 正确,C 错误;但a 、b 两点场强方向相同,负电荷在a 、b 两点受力方向均与电场线方向相反,D 正确.8.[解析]选AD .电场中某点的电场强度与试探电荷无关,所以A 正确,B 错误;由F =qE 知,F -q 图象为过原点的倾斜直线,故D 正确,C 错误.9.[解析]选BD .选项A 中M 电荷受电场力向右,N 电荷受电场力向左,故不能平衡,会转动,故A 错误;选项B 中M 电荷受电场力向右,N 电荷受电场力向左,可以平衡,故B 正确;选项C 中M 电荷受电场力向右,N 电荷受电场力向左,故不能平衡,会转动,故C 错误;选项D 中M 电荷受电场力向右,N 电荷受电场力向左,可以平衡,故D 正确.10.[解析]选AC .假设带电粒子在如图所示的电场中由静止释放,由于只有电场力的作用,带电粒子一定是先做加速运动,后做减速运动.但带电粒子的释放位置不确定,粒子从C 点到D 点的过程中,如果从靠近电荷处释放,电场强度先变小后变大,则带电粒子做加速度(图线斜率)逐渐减小的加速运动,到达中点时加速度为0,过中点后做加速度逐渐增大的减速运动,选项A 正确;如果从较远位置释放,电场强度先变大再变小,过中点后先变大再变小,则带电粒子运动的加速度按变大、变小、变大、变小的规律变化,选项C 正确.三、非选择题11.[解析]由E =k Qr 2,点电荷在A 处产生的场强E ′A =900 N/C ,方向向左,所以A 处合场强为零.点电荷在B 处产生的场强E ′B =900 N/C ,方向向下,所以B 处合场强为E B =2E ′B =900 2 N/C≈1.27×103 N/C .[答案]0 1.27×103 N/C(或900 2 N/C)12.[解析](1)由图可知,B 点的电场强度E B =Fq =2.5 N/C ,方向指向x 轴负方向.同理A 点的电场强度E A =40 N/C ,方向指向x 轴正方向.(2)放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反.若点电荷在A 的左侧或在B 的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q 应位于A 、B 两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.(3)设点电荷Q 的坐标为x m ,由点电荷的电场E =k Q r 2,可知E B E A =(x -2)2(5-x )2=25400解得x =2.6(另解x =1舍去) 所以点电荷Q 的位置坐标为2.6 m .人教版高中物理选修3-1[答案](1)2.5 N/C方向指向x轴负方向(2)负电荷理由:若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.(3)2.6 m11。
物理选修3-1问题与练习-附答案
选修3-1 课后问题与练习第一章静电场0第一节电荷及其守恒定律0第二节库仑定律0第三节电场强度1第四节电势能和电势2第五节电势差4第六节电势差与电场强度的关系5第七节静电现象的应用6第八节电容器的电容7第九节带电粒子在电场中的运动7第二章恒定电流9第一节电源和电流9第三节欧姆定律10第四节串联电路和并联电路10第五节焦耳定律12第六节导体的电阻14第七节闭合电路的欧姆定律14第八节多用电表的原理15第九节实验:练习使用多用电表15第十节实验:测定电池的电动势和电阻16第十一节简单的逻辑电路(略)17第三章磁场问题与练习183.1磁现象和磁场183.2 磁感应强度183.3 几种常见的磁场193.4 通电导线在磁场中受到的力193.5 运动电荷在磁场中受到的力213.6 带电粒子在匀强磁场中的运动22第一章 静电场第一节 电荷及其守恒定律1.在我国北方天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电击。
这是为什么?答:在天气干躁的季节,脱掉外衣时,由于摩擦,外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时,身体放电,于是产生电击的感觉。
2.在图1.1-1所示的实验中,最终A 带上了-10-8C 的电荷。
实验过程中,是电子由A 转移到B 还是B 转移到A ?A 、B 得到或失去的电子数各是多少?答:由于A 、B 都是金属导体,可移动的电荷是自由电子,所以,A 带上的是负电荷,这是电子由B 移动到A 的结果。
其中,A 得到的电子数为8101910 6.25101.610n --==⨯⨯,与B 失去的电子数相等。
3.A 为带正电的小球,B 为原来不带电的导体。
把B 放在A 附近,A 、B 之间存在吸引力还是排斥力?答:右图是此问题的示意图。
导体B 中的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端,右端会因失去电子而带正电。
A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力,A 、B 之间产生吸引力。
最新人教版高中物理选修3-1学案:第一章 第3节 电场强度含答案
第3节电场强度1.英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度是矢量,定义式为E=Fq。
电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
3.电场线是为了形象描述电场而引入的假想线,是由法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱,其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4.匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场电场强度1.电场在电荷的周围存在着由它产生的电场,它能够传递电荷间的相互作用,其中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场,电磁场是一种客观存在的特殊物质,也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
2.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷:如图所示,带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷,或检验电荷。
(2)场源电荷:被检验的电场是电荷Q所激发的,电荷Q称为场源电荷,或源电荷。
3.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度。
(2)定义式:E=Fq。
(3)单位:牛/库(N/C),伏/米(V/m)。
1 N/C=1 V/m。
(4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
(5)物理意义:电场强度是描述电场的力的性质的物理量,与试探电荷受到的静电力大小无关。
二、点电荷的电场电场强度的叠加1.点电荷的电场如图所示,场源电荷Q与试探电荷q相距为r,则它们的库仑力F=k Qqr2=qkQr2,所以电荷q处的电场强度E=Fq=kQr2。
(1)公式:E=kQr2。
(2)方向:若Q为正电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q;若Q为负电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。
2.电场强度的叠加(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
人教版高中物理选修3-1作业:电场强度(含答案)
电场强度课后作业限时:45分钟总分:100分一、选择题(8×5′,共40分)1.在电场中的某点A放一试探电荷+q,它所受到的电场力大小为F,方向水平向右,则A点的场强大小E A=Fq,方向水平向右.下列说法中正确的是( )A.在A点放一个负试探电荷,A点的场强方向变为水平向左B.在A点放一个负试探电荷,它所受的电场力方向水平向左C.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则A点的场强变为2E A D.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则它所受的电场力变为2F解析:E=Fq是电场强度的定义式,某点场强大小和方向与场源电荷有关,而与放入的试探电荷没有任何关系,故A、C错,B正确;又A点场强E A一定,放入试探电荷所受电场力大小为F=qE A,当放入电荷量为2q的试探电荷时,试探电荷所受电场力应为2F,故D正确.答案:BD2.如图7所示的直线CE上,在A点处有一点电荷带有电荷量+4q,在B 点处有一点电荷带有电荷量-q,则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A .C 点B .D 点C .B 点D .E 点解析:A 处点电荷形成的场强方向离A 而去,B 处点电荷形成的电场向B 而来,A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反.再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量,欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零,该点须离A 较远而离B 较近,故合场强为零的点,只能在B 的右侧,设该点离B 点距离为x ,则有k ·4q 2r +x 2=kq x 2即(2r +x )2=4x 2,故x =2r ,即合场强为零的点是E 点.答案:D3.在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷,其电荷量为+q ,P 点距Q 点为r ,+q 受电场力为F ,则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析:电场强度的定义式E =F q中,q 为检验电荷的电荷量,由此可判定B 正确,再将库仑定律F =k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式,即可得知D选项正确.故本题的正确选项为B 、D.答案:BD4.如下图所示,正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动,而且加速度越来越大,由此可以判定,它所在的电场是图中的( )解析:由P向Q做加速运动,故该正电荷所受电场力应向右;加速度越来越大,说明所受电场力越来越大,即从P向Q电场线应越来越密,综合分析可知电场应是图D所示.答案:D图85.如图8所示,AB是某电场中的一条电场线,在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B点运动.对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A.电荷向B做匀加速运动B.电荷向B做加速度越来越小的运动C.电荷向B做加速度越来越大的运动D.电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定解析:从静止起运动的负电荷向B运动,说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反,可知此电场线的指向应从B→A,这就有三种可能性:一是这一电场是个匀强电场,试探电荷受恒定的电场力,向B做匀加速运动;二是B处有正点电荷场源,则越靠近B处场强越大,负电荷会受到越来越大的电场力,加速度应越来越大;三是A处有负点电荷场源,则越远离A时场强越小,负检验电荷受到的电场力越来越小,加速度越来越小.答案:D6.(2011·全国卷)一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )图9解析:物体做曲线运动时,速度方向是曲线上某点的切线方向,而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反;又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧,而又要求此过程速率逐渐减小,则电场力应该做负功,所以力与速度的夹角应该是钝角,综合可得D正确.答案:D图107.(2010年海南卷)如图10,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P 点,则O点的场强大小变为E2,E1与E2之比为( )A.1∶2 B.2∶1C.2∶ 3 D.4∶ 3图11解析:设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0;则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0;若将N点处的点电荷移至P点,假始N为负电荷,M为正电荷,产生的场强如右图所示,则合场强为E0.本题正确选项B.答案:B8.如下图所示,甲、乙两带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为q和-q,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在空间有水平向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧,则平衡时的位置可能是( )图12图13解析:先分析乙球受力,如图13(a)所示,乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2,T2和F方向相同.由于乙球受力平衡,二球连线必须向右方倾斜θ角,且(T2+F)sinθ=qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统):甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1,如图13(b)所示,由①式可知,qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下,所以T 1一定竖直向上.选A.答案:A二、非选择题(9、10题各10分,11、12题各20分,共60分)图149.如图14所示,质量为m 、电荷量为q 的质点,在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点,其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB 弧长为s ,则AB 弧中点的场强大小E =________.解析:由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动,其向心力的来源就是静电力,由题图可知R =s θ,F =m v 2R =mv 2θ/s ,所以E =F q =mv 2θqs. 答案:mv 2θqs图1510.如图15,带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________,方向________.(静电力常量为k ).解析:点电荷+q 在a 处产生的场强为kqd 2,方向水平向左,故带电薄板在a处的场强为kqd 2,方向水平向右,由对称性知,带电薄板在b 处的场强为kqd 2,方向水平向左.答案:kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611.一个质量m =30 g ,带电荷量为q =-1.7×10-8C 的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电场线水平,当小球静止时,测得悬线与竖直方向成30°夹角.如图16所示,求该电场的场强大小,并说明场强方向.图17解析:如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左. 因此场强方向向右,Eq =mg tan30°,E =1.0×107 N/C.答案:1.0×107 N/C 方向水平向右12.如图18所示,带正电小球质量为m =1×10-2kg ,带电荷量为q =1×10-6C ,置于光滑绝缘水平面上的A 点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B 点时,测得其速度v B =1.5 m/s ,此时小球的位移为s =0.15 m .求此匀强电场场强E 的取值范围.(g 取10 m/s 2).图18某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理qEs cos θ=12mv 2B -0得E =mv 2B2qs cos θ=7.5×104cos θV/m ,由题可知θ>0,所以当E >7.5×104 V/m 时,小球始终沿水平面做匀加速直线运动.经检查,计算无误,该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充. 解析:该同学所得结论有不完善之处.为使小球始终沿水平面运动,电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s =2sg v 2B =2×0.15×102.25=43② E ≤mgq sin θ=1×10-2×101×10-6×45V/m =1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案:有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。
高二物理教科版选修3-1课件第一章 4 习题课库仑定律 电场强度
图1
向都相同,总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂
线从中点到无穷远处,场强一直减小,中点处场强最大.
例2 如图2所示,两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线 的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,
中,加速度先增大后减小;当a点在最大场强点的下方时,
电子的加速度则一直减小,故A、B错误;
但不论a点的位置如何,电子在向O点运动的过程中,都在做加速
运动,所以电子的速度一直增大,当达到O点时,加速度为零,
速度达到最大值,C正确;
通过O点后,电子的运动方向与场强的方向相同,所受电场力方
向与速度方向相反,故电子做减速运动,由能量守恒定律得,当
第一章
静 电 场
学案4 习题课:库仑定律 电场强度
目标定位
1.理解电场强度的两个公式,知道它们的区别.
2.会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电量分布.
3.会由粒子的运动轨迹分析带电粒子的受力方向和所在
处的电场方向. 4.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加速问题.
知识探究
自我检测
Q F 一、场强公式E= 与E= k 2 的比较 q r
同,故D正确.
答案 BD
二、两个等量点电荷周围的电场
1.等量同号点电荷的电场(如图1甲所示):
(1)两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧 场强逐渐增大.
(2) 两点电荷连线中垂线上由中点 O 到无穷远,
场强先变大后变小.
图1
2.等量异号点电荷的电场(如图乙所示):
(1)两点电荷连线上,沿电场线方向
L 解得:r= 3
2020-2021学年人教版物理选修3-1课时作业:1.3 电场强度
课时作业(三)电场强度一、单项选择题1.检验电荷在电场中某点受到的电场力为F,这点的电场强度为E,在图中能正确反映q、E、F三者关系的是()答案:D2.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右;当放入负电荷时受到的电场力方向向左,则下列说法中正确的是()A.当放入正电荷时,该点场强方向向右;当放入负电荷时,该点场强方向向左B.该点场强方向一定向右C.该点场强方向一定向左D.该点场强方向可能向右,也可能向左解析:电场中某一点的电场方向取决于电场本身,其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致,与负电荷的受力方向相反,故只有B正确.答案:B3.下列各图中,正确描绘两个等量正电荷电场线的是()解析:对于正电荷周围的电场,电场线应从正电荷出发,据此可排除选项A、C;在电场中电场线不相交(因为在电场中任意一点的电场方向是唯一的),据此可排除选项B(也可排除选项A);显然,选项D正确.答案:D4.如图所示是静电场的一部分电场线分布图,下列说法中正确的是()A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向解析:因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷中心对称分布的,而图中的电场线分布不具备这种特点,所以它不可能是负点电荷的电场,选项A错误;因电场线越密处场强越大,故由图知场强E A>E B,又因点电荷q在电场中所受静电力F=qE∝E,故静电力F A>F B,选项B正确;由牛顿第二定律知,加速度a=Fm∝F,而F A>F B,故a A>a B,选项C错误;因“B点切线方向”即B点场强方向,而负电荷所受静电力的方向与场强方向相反,故选项D 错误.答案:B5.如图所示,一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右解析:由电场的叠加原理,等量异种点电荷在其连线的中垂线上的电场强度在O点最大,离O点越远场强越小,但各点的场强方向是相同的,都是水平向右(如图所示).电子沿中垂线匀速运动时,所受合力为零,电子受到的电场力方向与场强的方向相反,即水平向左,大小先变大后变小,因此另一个力先变大后变小,方向水平向右.答案:B6.如图所示,一质量为m的带电荷量为q的小球用细线系住,线的一端固定在O点,若在空间加上匀强电场,平衡时线与竖直方向成60°角,则电场强度的最小值为()A.mg2q B.3mg2qC.2mgq D.mgq解析:用图解法,如图所示,E 3为最小电场强度,qE 3=mg sin60°,故E 3=3mg2q .答案:B 7.A 、B 是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其v -t 图象如右图所示.则此电场的电场线分布可能是选项中的( )解析:从图象可以直接看出,粒子的速度随时间的增大逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A 到B 电场线逐渐变密.综合分析知,负电荷是顺着电场运动,由电场线疏处到密处,正确选项是A.答案:A二、多项选择题8.如图所示的电场中属于匀强电场的是( )解析:匀强电场的电场线是等间距的平行直线,选项A 尽管平行但不等间距,所以选项A 错误;选项C 尽管等间距,但不是平行的直线,所以选项C 不符合题设条件,只有选项B 、D 符合题设条件.答案:BD9.下列关于电场强度E 的公式说法正确的是( )A .公式E =Fq 只适用于点电荷产生的电场B .公式E =Fq 中,F 是放入电场中的试探电荷所受的力,q 是放入电场中的试探电荷的电荷量C .公式E =Fq 中,F 是放入电场中的试探电荷所受的力,q 是产生电场的电荷的电荷量D .在库仑定律的表达式F =k q 1q 2r 2中,k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度的大小,而k q 1r 2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度的大小解析:公式E =Fq 适用于任何电场,式中F 是放在电场中的试探电荷所受的静电力,q 是试探电荷的电荷量,不是产生电场的电荷的电荷量,选项B 正确,A 、C 错误;库仑定律可表示为F 12=k q 1r 2·q 2或F 21=k q 2r 2·q 1,即F 12=E 1·q 2或F 21=E 2·q 1,式中E 1就是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度,E 2就是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度,选项D 正确.答案:BD 10.如图是某电场区域的电场线分布,A 、B 、C 是电场中的三个点,下列说法正确的是( )A .A 点的电场强度最小B .B 点的电场强度最小C .把一个正点电荷依次放在这三点时,其中放在B 点时它受到的静电力最大D .把一个负点电荷放在A 点时,它所受的静电力方向和A 点的电场强度方向一致解析:电场线密的地方电场强度大,电场线稀疏的地方电场强度小,A 正确、B 错误;由F =qE 知,C 正确;电场强度的方向与负电荷受力方向相反,D 错误.答案:AC 11.如图所示,直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上两点.若带电粒子运动中只受电场力作用,根据此图可以做出的判断是( )A .带电粒子所带电荷的符号B .带电粒子在a 、b 两点的受力方向C .带电粒子在a 、b 两点的加速度何处大D .带电粒子在a 、b 两点的加速度方向 解析:如图所示,由于带电粒子在静电力作用下做曲线运动,所以静电力应指向轨迹的凹侧,且沿电场线,即沿电场线向左,B 正确;由于电场线方向未知,故不能确定带电粒子的电性,A 错误;加速度由静电力产生,由于a 处电场线较b 处密,所以a 处电场强度大,由E =Fq 知,带电粒子在a 处受静电力大,故加速度大,且方向与静电力方向相同,C 、D 正确.答案:BCD三、非选择题12.如图,真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=2.0 m.若将电荷量均为q=+2.0×10-6 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2.求:(1)两点电荷间的库仑力大小.(2)C点的电场强度的大小和方向.解析:(1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为F=k q2L2,代入数据得F=9.0×10-3 N.(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为E1=k qL2A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E=2E1cos30°由以上两式并代入数据解得E=7.8×103 N/C场强E的方向沿y轴正方向.答案:(1)9.0×10-3 N(2)7.8×103 N/C方向沿y轴正方向。
2019-2020学年高二物理人教版选修3-1课时练(2)库仑定律 Word版含答案
姓名,年级:时间:库仑定律1、关于库仑定律,下列说法正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体 B 。
根据122F=kq q r ,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C 。
若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力 D 。
库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都遵循平方反比规律2、两个固定的点电荷分别放在A 、B 两处,如图所示。
A 处电荷带负电荷量1Q ,B 处电荷带负电荷量2Q ,且216Q Q ,另取一个可以自由移动的点电荷3Q ,放在直线上,欲使3Q 平衡。
则( ) A.3Q 为负电荷,且放于A 左方 B.3Q 为负电荷,且放于B 右方 C 。
3Q 为正电荷,且放于A 、B 之间D 。
3Q 为正电荷,且放于B 右方3、在真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,仅将各自的电荷量均减小为原来的12,则它们之间的库仑力将( ) A .增大为原来的2倍 B .增大为原来的4倍 C .减小为原来的12D .减小为原来的144、如图甲、乙所示,两个带电荷量均为q 的点电荷分别位于带电荷量线密度相同、半径相同的半圆环和34圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。
若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F ,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为( )A. 32F B. B 。
12FC. C 。
22FD 。
32F 5、如图,两个带电金属小球中心距离为r ,带电荷量相等为Q ,则它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是( )A. 若是异种电荷22Q F k r < B 。
若是同种电荷22Q F k r >C. 若是异种电荷22Q F k r >D. 不论是何种电荷22Q F k r=6、如图所示,质量分别是1m 和2m 、带电荷量分别为1q 和2q 的小球,用长度不等的轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和()βαβ>,两小球恰在同一水平线上,那么( )A 。
高中物理选修3-1课时作业2:1.3习题课:库仑定律 电场强度
学案4 习题课:库仑定律 电场强度题组一 库仑定律的应用1.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置,则相互作用力可能为原来的 ( ) A .47 B .37C .97D .167[答案] CD[解析] 设两小球的带电荷量大小分别为q 与7q ,则由库仑定律可知原来相距r 时的相互作用力F =k q ·7q r 2=k 7q 2r 2,由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算可分为两种情况:(1)两球电性相同.相互接触时两球电荷量平分且平均分布,每球带电荷量为q +7q2=4q ,放回原处后的相互作用力为F 1=k 4q ·4q r 2=k 16q 2r 2,故F 1F =167,D 正确.(2)两球电性不同.相互接触时电荷先中和再平分,每球带电荷量为7q -q2=3q ,放回原处后的相互作用力为F 2=k 3q ·3q r 2=k 9q 2r 2,故F 2F =97,C 正确.2.q 1、q 2为真空中的两个点电荷,设它们之间相互作用力的大小为F ,关于F 可以写出三个表达式,一个是F =kq 1q 2r 2,另一个是F =q 2·kq 1r 2,再有一个是F =q 1·kq 2r 2.关于这三个表达式,下列说法中正确的是 ( ) A .前两种表达的形式不同,但采用的物理观点相同 B .前两种表达的形式不同,采用的物理观点也不同 C .后两种表达采用的物理观点相同,表达的内容也完全相同 D .后两种表达采用的物理观点不同,但表达的内容完全相同 [答案] B[解析] 表达式F =kq 1q 2r 2表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q 1q 2及它们之间距离的平方r 2之间的关系,而表达式F =q 2·kq 1r 2则表示点电荷q 1在真空中产生的电场对点电荷q 2的作用力大小,其中kq 1r 2就是点电荷q 1在真空中q 2位置处产生的电场的场强,同理,表达式F =q 1·kq 2r 2则表示点电荷q 2在真空中产生的电场对点电荷q 1的作用力大小,其中kq 2r 2就是点电荷q 2在真空中q 1位置处产生的电场的场强.综上所述,正确选项为B.3. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时球1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知 ( ) A .n =3 B .n =4 C .n =5 D .n =6 [答案] D[解析] 由于各球之间距离远大于小球的直径,小球带电时可视为点电荷.由库仑定律F =kq 1q 2r 2知两点电荷间距离不变时,相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比.又由于三小球相同,则接触时平分总电荷量,故有q ×nq =nq2×q +nq 22,解得n =6,D正确.4.如图1所示,带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为____________________,方向________.(静电力常量为k )图1[答案] k qd2 水平向左[解析] a 点处的场强由两部分组成:一是点电荷在a 处的场强,大小为E =k qd 2,方向水平向左;二是带电薄板在a 处的场强.由题知,这两个场强的合场强为零,所以薄板在a处的场强大小为E a=k qd2,方向水平向右.根据对称性可知,薄板在b处的场强为E b=k qd2,方向水平向左.5.半径为R、相距较近的两个较大金属球放在绝缘桌面上,若两球都带等量同号电荷Q时它们之间的静电力为F1,两球带等量异号电荷Q与-Q时静电力为F2,则()A.F1>F2B.F1<F2C.F1=F2D.不能确定[答案] B[解析]因为两个金属球较大,相距较近,电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀,故不能简单地把两球看成点电荷.带等量同号电荷时,两球的电荷在距离较远处分布得多一些,带等量异号电荷时,两球的电荷在距离较近处分布得多一些,可见带等量同号电荷时两球电荷中心间距离大于带等量异号电荷时电荷中心间距离,所以有F1<F2故B项正确.题组二场强及场强矢量的叠加6.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图2所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q ()图2A.应放在A点,Q=2q B.应放在B点,Q=-2qC.应放在C点,Q=-q D.应放在D点,Q=-q[答案] C[解析]根据平行四边形定则,求出+q和-q在O点产生的合场强,大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小,方向水平向右,要使圆心处的电场强度为零,可在C点放一个电荷量Q=-q的点电荷,C选项正确.7.如图3所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP =60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()图3A .1∶2B .2∶1C .2∶ 3D .4∶ 3 [答案] B[解析] 本题考查电场强度的矢量合成. 依题意,每个点电荷在O 点产生的场强为E 12,则当N 点处的点电荷移至P 点时,O 点场强如图所示,合场强大小为E 2=E 12,则E 1E 2=21,B 正确.题组三 电场线与运动轨迹的综合分析8. 某静电场中的电场线如图4中实线所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M 运动到N ,以下说法正确的是 ( )图4A .粒子必定带正电荷B .粒子必定带负电荷C .粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度D .粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度 [答案] D9. 一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点,轨迹如图5中虚线所示,电场线如图中实线所示,不计粒子所受重力,则 ( )图5A .粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小C.粒子在A点的速度大于在B点的速度D.粒子的初速度不为零[答案]BCD[解析]带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧,知静电力方向向左,粒子带负电荷.根据E A>E B,知B项正确;粒子从A运动到B受到的静电力为阻力,C项正确;由于电场线为直线且轨迹为曲线,故粒子在A点速度不为零,D正确.题组四电场中的动力学问题10. 如图6所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是()图6A.a对b的静电力一定是引力B.a对b的静电力可能是斥力C.a的电荷量可能比b的少D.a的电荷量一定比b的多[答案]AD[解析]若三个点电荷均处于平衡状态,三个点电荷必须满足“三点共线,两同夹异,两大夹小”,所以选项A、D正确.11.下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是() A.4Q4Q4Q B.4Q-5Q3QC.9Q-4Q36Q D.-4Q2Q-3Q[答案] C[解析]由“两同夹异”排除A项,由“两大夹小”排除B项,由三自由点电荷共线平衡电荷量的关系|Q外1Q外2|=|Q内Q外1|+|Q内Q外2|可判断[答案]D错,C正确.12.如图7所示,可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A 静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为()图7A .2B .3C .4D .5 [答案] AC[解析] 小物体A 必定受到重力和B 对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A 只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A 的重力,则A 还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A 必定还受到斜面的静摩擦力,所以A 受到的力可能是2个,也可能是4个,选A 、C.13.如图8所示,在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ,A 带电荷量+Q ,B 带电荷量-9Q .现引入第三个点电荷C ,恰好使三个点电荷处于平衡状态,问:C 应带什么性质的电荷?应放于何处?所带电荷量为多少?图8[答案] 负电 A 的左边0.2 m 处 -94Q[解析] 根据平衡条件判断,C 应带负电荷,放在A 的左边且和AB 在一条直线上.设C 带电荷量为q ,与A 点相距为x ,由平衡条件:以A 为研究对象,则k qQ A x 2=k Q A Q Br 2①以C 为研究对象,则k qQ A x 2=k qQ B(r +x )2②联立①②解得x =12r =0.2 m ,q =-94Q故C 应带负电荷,放在A 的左边0.2 m 处,带电荷量为-94Q .14.如图9所示,A 、B 两小球用绝缘细线悬挂在支架上,A 球带2×10-3 C 的正电荷,B 球带等量的负电荷,两悬点相距3 cm ,在外加水平匀强电场作用下,两球都在各自悬点正下方处于平衡状态,则该场强大小是多少?(两球可视为点电荷)图9[答案] 2×1010 N/C[解析] 小球在水平方向受匀强电场的电场力和库仑力作用处于平衡状态,所以两个力的合力为零.小球A 、B 的受力情况相似,只分析A 球受力即可,要使悬线处于竖直状态,必须有qE =k q 2r2,即该场强的大小是: E =kq r 2=9×109×2×10-3(3×10-2)2 N /C =2×1010 N/C. 15.如图10所示,光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量均为m ,间距均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施加一水平向右的力F 的同时放开三个小球,欲使三个小球在运动过程中保持间距r 不变,求: (1)C 球的电性和电荷量; (2)水平力F 的大小.图10[答案] (1)负电 2q (2)33k q 2r2[解析] (1)A 球受到B 球库仑力F 1和C 球库仑力F 2后,产生水平向右的加速度,故F 2必为引力,C 球带负电.A 球受力如图所示,故F 2sin 30°=F 1,即F 2=2F 1, 故q C =2q .(2)由牛顿第二定律,对A 球: a =3F 1m = 3 kq 2mr 2对系统整体:F =3ma , 故F =33k q 2r 2。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章 静电场 库仑定律一、选择题1.关于点电荷的说法正确的是( ) A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19 C B.实际存在的电荷都是点电荷 C.点电荷是理想化的物理模型 D.大的带电体不能看成点电荷2.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 3.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F=kq 1q 2r 2,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律4.真空中有两个静止的点电荷q 1、q 2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍5.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( ) A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶16.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力( ) A.无法确定 B.等于kQ 1Q 2(3r)2C.大于kQ 1Q 2(3r)2D.小于kQ 1Q 2(3r)27.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.F8B.F4C.3F8D.3F48.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。
选修3-1作业1库仑定律和电场强度
选修3-1作业1 库仑定律和电场强度一、基础练习1、下列说法正确的是( )A.库仑定律F =k q 1q 2r 2中k 的数值是库仑用油滴实验测得的B.元电荷e 的数值是由密立根用扭秤实验测得的C.感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分D.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷 【答案】D【解析】静电力常量k 的数值并不是为库仑测得的,选项A 错误;元电荷e 的数值是由密立根用油滴实验测得的,选项B 错误;感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体,选项C 错误;电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷,选项D 正确。
2.两个分别带有电荷量-Q 和+5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( )A.5F 16B.F 5C.4F 5D.16F 5【答案】D【解析】两球相距r 时,根据库仑定律F =k Q ·5Q r 2,两球接触后,带电荷量均为2Q ,则F ′=k 2Q ·2Q(r 2)2,由以上两式可解得F ′=16F5,选项D 正确。
3、在电场中的某点放入电荷量为-q 的试探电荷时,测得该点的电场强度为E ;若在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷,此时测得该点的场强( )A.大小为2E ,方向和原来的相反B.大小为E ,方向和原来的相反C.大小为2E ,方向和原来的相同D.大小为E ,方向和原来的相同 【答案】D【解析】根据场强的定义式E =Fq 得该点的场强为E ,再根据电场中的场强取决于电场本身,所以在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷时,该点的场强不变,故选项D 正确。
4、下列各电场中,A 、B 两点电场强度相同的是( )【答案】C【解析】A 图中A 、B 两点场强大小相等,方向不同;B 图中A 、B 两点场强的方向相同,但大小不等;C 图中是匀强电场,则A 、B 两点场强大小、方向相同;D 图中A 、B 两点场强大小、方向均不相同. 5、如图所示,一质量为m 的带电小球A 用长度为l 的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O 点,在O 点的正下方l 处的绝缘支架上固定一个与A 带同种电荷的小球B ,两个带电小球都可视为点电荷。
人教版高中物理选修(3-1)-1.3《电场强度》名师教案第1课时
高中物理选修3-1电场强度教学设计作者:高宏娟辽宁省葫芦岛市第一高级中学一.教材分析教科书从电荷在电场中受力入手,引入了电场强度的概念,明确它是表示电场强弱的物理量。
本节主要由“电场”“电场强度”“点电荷的电场电场强度的叠加”几部分内容组成。
二.学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容,且比较抽象,学生学起来有一定的困难,,但学生在初中学习过磁场,从有关媒体上可能知道电场这个概念,这些知识对本节课的学习会有一定的帮助。
并且在前两节已经学习到了点电荷的概念和库仑定律的知识,这是本节课用物理规律推导电场强度定义式的基础。
教师应进行适当启发引导。
三.核心素养通过《电场强度》的学习过程,让学生经历探究过程,获得探究活动的体验。
并领略理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
让学生体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
同时学习科学家严谨科学的态度。
四.教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开,具体操作思路是:1.学生自学电场,培养学生阅读、汲取信息的能力。
2.通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。
3.通过练习巩固加深对电场强度概念的理解,探讨点电荷的电场及场强叠加原理。
五.教学目标1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,电场是客观存在的一种特殊的形态。
3.理解电场强度的概念及其定义,会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的。
4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算。
5.知道场强的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算。
6.利用电场线描述电场,知道匀强电场的特点。
六.教学重难点(一)教学重点1.探究描述电场强弱的物理量。
2.理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行有关的计算。
(二)教学难点探究描述电场强弱的物理量。
人教版高中物理选修3-1高一随堂练习(库仑定律、电场强度1).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理高一物理随堂练习(库仑定律、电场强度1)1.关于库仑定律,下列说法正确的是:( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体;B .根据F=k q 1q 2/r 2,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大;C .带电量分别为Q 和3Q 的点电荷A 、B 相互作用时,B 受到的静电力是A 受到的静电力的3倍;D .库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷。
2.两个半径为r 的相同的金属球分别带上异种电荷,已知123q q =,两球心相距为10r ,其相互作用力为1F .现将两球接触后分开,再放回原来的位置,这时两球间的相互作用力为2F ,则( ) A .2F F = B .213F F = C .213F F > D .213F F < 3.有两个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ,从其中一个电荷上取下Q ∆的电荷量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来相比( )A .一定变大B .一定变小C .保持不变D .由于两电荷电性不确定,无法判断4.如图所示,在光滑的水平绝缘桌面上固定一个带电小球A ,在桌面的另一处放置一个带电小球B ,现给小球B 一个垂直于AB 连线方向的速度0v ,使其在光滑的水平绝缘桌面上运动,则( )A .若A 、B 为同种电荷,B 球一定做速度变大的曲线运动B .若A 、B 为同种电荷,B 球一定做加速度变大的曲线运动C .若A 、B 为异种电荷,B 球可能做加速度、速度都变小的曲线运动D .若A 、B 为异种电荷,B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变5.如图所示,空间有一电场,电场中有两个点a 和b 。
下列表述正确的是 ( )A .该电场是匀强电场B .a 点的电场强度比b 点的大C .b 点的电场强度比a 点的大D .正电荷在a 、b 两点受力方向相同6.如图所示,A 、B 是一条电场线上的两点,若在A 点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,沿电场线从A 运动到B .则( )A .电场强度的方向向左B .A 点场强一定大于B 点场强C .电场力做负功D .电子肯定做匀变速运动7.空气中的负离子对人的健康极为有益.人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法.如图所示,一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电,电压达5000V 左右,使空气发生电离,从而产生一价负氧离子排出,使空气清新化,针状负极与环形正极间距为5mm ,且视为匀强电场,电场强度为E ,电场对一价负氧离子的作用力为F ,则( )A. E=103 N/C ,F=1.6×10—16 N ; B. E=106 N/C ,F=1.6×10—16 N C. E=103N/C ,F=1. 6×10—13N ; D. E=106 N/C ,F=1. 6×10—13N 8.如图所示,电荷量为12Q Q 、的两个正点电荷分别置于A 点和B 点,两点相距L 。
人教版高中物理选修3-1静电场练习(1)(电场强度 库仑定律).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理静电场练习(1)(电场强度库仑定律)1挂在绝缘细线下的两轻质通草球,由于电荷的相互作用靠近或远离,如图所示,则:()A 甲图中两球一定带异种电荷;B 甲图中至少有一个带电;C 乙图中两球一定带同种电荷;D 乙图中两球可能只有一个带电。
2关于电场强度,下列说法正确的是()A.E=F/q,若q减半,则该处的场强变为原来的2倍B.E=kQ/r2中,E与Q成正比,而与r平方成反比C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的场强均相同D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向D、若在P点不放试探电荷,则无法确定该点的场强方向3.关于场强的三个公式①②③的适用范围,下列说法正确的是()A.三个公式都只能在真空中适用B.公式②能在真空中适用,公式①和③在真空中和介质中都适用 C.公式②和③能在真空中适用,公式①在真空中和介质中都适用 D.公式①适用于任何电场,公式②只适用于真空的点电荷形成的电场,公式③只适用于匀强电场4一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示,不计粒子所受的重力则:()A、粒子带正电B、粒子的加速度逐渐减小C、A点的场强大于B点的场强D、粒子的速度不断减小5如图6所示,在两个固定的等量异种点电荷—Q和+Q的连线上,有关于连线中点对称的a、b两点。
现将另一点电荷—q由a静止释放,它从a点运动到b点的过程中:()A、先加速运动再减速运动,然后往复运动B、加速度一直增大C、加速度先减小再增大D、动能一直增大(由a到b场强的大小和方向怎样变化)6有一负电荷在电场中A点自由释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B,它运动的速度时间图象如图甲所示,则A、B所在电场区域的电场线图可能是图乙中的()6A、如图(甲)是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点,若将一负点电荷从a点由静止释放,负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b,在这过程中,电荷的速度一时间图线如图(乙)所示,比较a、b两点电势的高低和场强的大小()A、U a>U b,E a=E bB、U a>U b,E a<E bC、U a<U b,E a>E bD、U a<U b,E a=E9( 7两个半径相同的金属小球,带电量绝对值之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的()A、3/7B、4/7C、9/7D、16/77A有三个完全相同的金属小球A、B、C,A球带电量为7Q,B球带电量为-Q,C球不带电。
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题组一 库仑定律与电场强度的理解1.真空中,带电荷量为Q 的点电荷产生的电场中,在距离点电荷r 处放置一试探电荷,若试探电荷电荷量为q ,则该处的场强大小为( ) A .0 B.kq r2 C.kQ r 2 D .与放在该点的试探电荷有关系[答案] C[解析] 点电荷周围存在电场,电场强度不会为零,故A 错误.由库仑定律得:F =kQqr 2,且E =F q ,故E =kQr 2,故B 错误,C 正确.电场强度与试探电荷无关,故D 错误.故选C.2.q 1、q 2为真空中的两个点电荷,设它们之间相互作用力的大小为F ,关于F 可以写出三个表达式,一个是F =kq 1q 2r 2,另一个是F =q 2·kq 1r 2,再有一个是F =q 1·kq 2r 2.关于这三个表达式,下列说法中正确的是( )A .前两种表达的形式不同,但采用的物理观点相同B .前两种表达的形式不同,采用的物理观点也不同C .后两种表达采用的物理观点相同,表达的内容也完全相同D .后两种表达采用的物理观点不同,但表达的内容完全相同 [答案] B[解析] 表达式F =kq 1q 2r 2表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q 1q 2及它们之间距离的平方r 2之间的关系,而表达式F =q 2·kq 1r2则表示点电荷q 1在真空中产生的电场对点电荷q 2的作用力大小,其中kq 1r 2就是点电荷q 1在真空中q 2位置处产生的电场的场强,同理,表达式F =q 1·kq 2r 2则表示点电荷q 2在真空中产生的电场对点电荷q 1的作用力大小,其中kq 2r 2就是点电荷q 2在真空中q 1位置处产生的电场的场强.综上所述,正确选项为B.3.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时球1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知( ) A .n =3 B .n =4 C .n =5 D .n =6[答案] D[解析] 由于各球之间距离远大于小球的直径,小球带电时可视为点电荷.由库仑定律F =kq 1q 2r 2知两点电荷间距离不变时,相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比.又由于三小球相同,则接触时平分总电荷量,故有q ×nq =nq2×q +nq 22,解得n =6,D 正确.4.如图1所示,带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________,方向________.(静电力常量为k )图1[答案] k qd2 水平向左[解析] a 点处的场强由两部分组成:一是点电荷在a 处的场强,大小为E =k qd 2,方向水平向左;二是带电薄板在a 处的场强.由题知,这两个场强的合场强为零,所以薄板在a 处的场强大小为E a =k q d 2,方向水平向右.根据对称性可知,薄板在b 处的场强为E b =k qd 2,方向水平向左.题组二 点电荷的电场及场强矢量的叠加5.如图2所示,A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的电荷量为-q 外,其余各点处的电荷量均为+q ,则圆心O 处( )图2A .场强大小为kqr 2,方向沿OA 方向B .场强大小为kqr 2,方向沿AO 方向C .场强大小为2kqr 2,方向沿OA 方向D .场强大小为2kqr 2,方向沿AO 方向[答案] C[解析] A 处放一个-q 的点电荷与在A 处同时放一个+q 和-2q 的点电荷的效果相当.因此可以认为O 处的场强是五个+q 和一个-2q 的点电荷产生的场强合成的,五个+q 处于对称位置上,在圆心O 处产生的合场强为0,所以O 点的场强相当于A 处放一个-2q 的点电荷,在O 处产生的场强.故选C.6.AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O .将电荷量分别为+q 和-q 的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图3所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q()图3A.应放在A点,Q=2q B.应放在B点,Q=-2qC.应放在C点,Q=-q D.应放在D点,Q=-q[答案] C[解析]根据平行四边形定则,求出+q和-q在O点产生的合场强,大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小,方向水平向右,要使圆心处的电场强度为零,可在C点放一个电荷量Q=-q的点电荷,C选项正确.7.如图4所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP =60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()图4A .1∶2B .2∶1C .2∶ 3D .4∶ 3[答案] B[解析] 本题考查电场强度的矢量合成. 依题意,每个点电荷在O 点产生的场强为E 12,则当N 点处的点电荷移至P 点时,O 点场强如图所示,合场强大小为E 2=E 12,则E 1E 2=21,B 正确.题组三 电场线与运动轨迹的综合分析8.某静电场中的电场线如图5中实线所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M 运动到N ,以下说法正确的是( )图5A.粒子必定带正电荷B.粒子必定带负电荷C.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度D.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度[答案] D9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图6中虚线所示,电场线如图中实线所示,不计粒子所受重力,则()图6A.粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小C.粒子在A点的速度大于在B点的速度D.粒子的初速度不为零[答案]BCD[解析]带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧,知静电力方向向左,粒子带负电荷.根据E A>E B,知B项正确;粒子从A运动到B受到的静电力为阻力,C项正确;由于电场线为直线且轨迹为曲线,故粒子在A点速度不为零,D正确.题组四电场中的平衡与加速10.如图7所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是()图7A.a对b的静电力一定是引力B.a对b的静电力可能是斥力C.a的电荷量可能比b的少D.a的电荷量一定比b的多[答案]AD[解析]若三个点电荷均处于平衡状态,三个点电荷必须满足“三点共线,两同夹异,两大夹小”,所以选项A、D正确.11.如图8所示,可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为()图8A.2 B.3C .4D .5[答案] AC[解析] 小物体A 必定受到重力和B 对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A 只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A 的重力,则A 还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A 必定还受到斜面的静摩擦力,所以A 受到的力可能是2个,也可能是4个,选A 、C.12.如图9所示,在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ,A 带电荷量+Q ,B 带电荷量-9Q .现引入第三个点电荷C ,恰好使三个点电荷处于平衡状态,问:C 应带什么性质的电荷?应放于何处?所带电荷量为多少?图9[答案] 负电 A 的左边0.2 m 处 -94Q[解析] 根据平衡条件判断,C 应带负电荷,放在A 的左边且和AB 在一条直线上.设C 带电荷量为q ,与A 点相距为x ,由平衡条件:以A 为研究对象,则k qQ A x 2=k Q A Q Br 2①以C 为研究对象,则k qQ A x 2=k qQ B(r +x )2② 联立①②解得x =12r =0.2 m ,q =-94Q故C 应带负电荷,放在A 的左边0.2 m 处,带电荷量为-94Q .13.如图10所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2 kg ,所带电荷量为+2.0×10-8 C .现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成30°角,绳长L=0.2 m ,求:(重力加速度g 的大小取10 m/s 2)图10(1)这个匀强电场的电场强度大小.(2)突然剪断轻绳,小球做什么运动?加速度大小和方向如何? [答案] (1)36×107 N/C (2)做匀加速直线运动 2033m/s 2 与绳子拉力方向相反 [解析] (1)根据共点力平衡得, qE =mg tan 30° 解得E =36×107 N/C. (2)突然剪断轻绳,小球受重力和电场力,初速度为零,做匀加速直线运动. F 合=mgcos 30°=maa =2033m/s 2加速度方向与绳子拉力方向相反.14.如图11所示,光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量均为m ,间距均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施加一水平向右的力F 的同时放开三个小球,欲使三个小球在运动过程中保持间距r 不变,求:图11(1)C球的电性和电荷量;(2)水平力F的大小.[答案](1)负电2q(2)33k q2 r2[解析](1)A球受到B球库仑力F1和C球库仑力F2后,产生水平向右的加速度,故F2必为引力,C球带负电.A球受力如图所示,故F2sin 30°=F1,即F2=2F1,故q C=2q.(2)由牛顿第二定律,对A球:a=3F1m= 3 kq2mr2对系统整体:F=3ma,故F=33k q2r2.。