人教版高中物理选修3-1电场强度同步练习(1)
人教版 高二物理选修3-1： 1.3 电场强度 同步练习(带解析)
电场强度同步练习一、单选题1.如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的是()A. 负点电荷电场B. 等量同种电荷电场AO=BOC. 等量异种电荷电场AO=BOD.2.关于电场，下列说法正确的是()A. 由E=Fq知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B. 由E=k Qr2知，E与Q成正比，而与r2成反比C. 由E=k Qr2知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向3.如图所示，有一带电量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，+q到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是()A.k q9d2+k qd2B. k q9d2−k qd2C. 0D. k qd24.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由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5.如图所示，一电荷量为+Q的均匀带电细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且ab=bc=cd=L，在a点处有一电荷量为+Q2的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()A. k5Q9L2B. k3QL2C. k3Q2L2D. k9Q2L26.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A. kq4R2B. kq2R2−E C. kq4R2−E D. kq2R2+E7.如图所示，边长为L的正六边形的5条边AB、CD、DE、EF、FA上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。
新人教版选修3-1高中物理电场强度 同步练习
电场强度 同步练习1．电场中有一点P ，下列说法正确的是（ ）A ．若放在P 点的试探电荷的电荷量减半，则P 点场强减半B ．若P 点没有试探电荷，则P 点的场强为零C ．P 点的的场强越大，则同一电荷在P 点受到的电场力越大D ．P 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向2．如图所示，直角三角形中，AB ＝40cm ，BC ＝30cm ，在A 、B 处分别放有点电荷QA 、QB,测得C 处场强EC ＝10V/m 方向平行于AB向上，可知QA 、与QB （填同号、反号、可能同号，也可能反号），今撤去QA ，则EC ，的大小为3．如图所示点电荷+Q 固定于坐标原点处,它在X=4处产生的场强为E,现在有另-Q/4,它应位于_______处,才能使X=4处的场强为零,如果另一电荷不是-Q/4而是正的点电荷+Q/4,那么它应位于X=_______处,才能使X=4处的场强为零。
4．试画出：真空中正、负点电荷的电场线分布；等量异种电荷、等量同种电荷的电场线分布；带有等量异种电荷的平行金属板间的电场线分布；带电金属球周围的电场线分布。
5．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。
在如图中，左边是等量异种点电荷形成电场的的电场线，右边是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和C 、D 也相对O 对称。
则（ ）A ．B 、C 两点场强大小和方向都相同 B ．A 、D 两点场强大小相等，方向相反C ．E 、O 、F 三点比较，O 的场强最强D ．B 、O 、C 三点比较，O 点场强最弱6．图（a ）中AB 是一个点电荷电场中的电场线，图（b ）是放在电场线上a 、b 处A ．如果电源是正电荷，应位于A 点B ．如果电源是正电荷，应位于B 点C ．如果电源是负电荷，应位于A 点A B C ∙∙A B a b q(b) (a)－ ＋ ＋＋－＋D ．如果电源是负电荷，应位于B 点7．图甲是电场中一条电场线，A 、B 是电场线上的两点，一带正电粒子沿直线从A 点运动到B 点的v －t 图象如图乙所示。
高中物理选修3-1电场强度练习题测试题复习题
高二物理同步训练试题解析一、选择题1．关于电场线的叙述，下列说法正确的是()A．电场线是直线的地方一定是匀强电场B．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向C．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合D．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场答案：C2．一个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，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是()图1－3－14解析：选D.电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D 正确．3．图1－3－15如图1－3－15所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则()A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A>E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定解析：选AD.电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确．4.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图1－3－16所示，电场强度为零的地方在()图1－3－16A．A和B之间B．A的右侧C．B的左侧D．A的右侧及B的左侧解析：选C.因为A带正电，B带负电，所以只有在A右侧和B左侧两者产生的电场强度方向相反，因为Q A>Q B，所以只有B的左侧，才有可能E A与E B等大反向，因而才可能有E A和E B矢量和为零的情况．故正确答案为C.5.如图1－3－17所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是()图1－3－17A．该粒子带正电荷，运动方向为由a到bB．该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC．该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左，则粒子应带负电，故A、C错；运动a→b 与b→a均有可能．故B、D对．6.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1－3－18中虚线所示．不计粒子所受重力，则()图1－3－18A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，故A错；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B对；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°角，所以速率减小，故C对；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，故D对．7.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图1－3－19中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()图1－3－19A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：选D.由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确．8．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1－3－20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1－3－20A．应放在A点，Q＝2qB．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－qD．应放在D点，Q＝－q解析：选C.由平行四边形定则得出＋q和－q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小．要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，故C选项正确．9．图1－3－21如图1－3－21所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由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：选B.等量异种电荷电场线分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图(b)所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确．二、计算题10.如图1－3－22所示，在边长为l 的正方形四个顶点A 、B 、C 、D 上依次放置电荷量为＋q 、＋q 、＋q 和－q 的点电荷，求正方形中心O 点的电场强度．图1－3－22解析：由对称性原理可知：若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷，则中心O 点的场强为零，因此可把D 点的电荷－q 等效为两部分：＋q 和－2q .＋q 和另外三个点电荷在中心O 点的合场强为零，－2q 在中心O 点的场强为E ＝2kq l 2/2＝4kql 2故正方形中心O 点的场强大小为E ＝4kql 2，方向沿OD 连线由O 指向D .答案：4kql2，方向沿OD 连线由O 指向D .11．如图1－3－23所示，两根长为L 的绝缘细线下端各悬挂一质量为m 的带电小球A 、B ，A 、B 带电荷量分别为＋q 和－q ，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为E ，使联结A B 的绝缘细线(长为L )拉直，并使两小球处于静止状态，E 的大小应满足什么条件？图1－3－23解析：B 球受力如图所示． 由于B 球静止，有⎩⎪⎨⎪⎧mg ＝F sin60°①qE ＝F cos60°＋k q 2L 2＋F T ② ①②式联立，并考虑到F T ≥0， 得E ≥mg 3q ＋kq L 2.答案：E ≥mg 3q ＋kq L2 12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图1－3－24所示，请问：图1－3－24(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 解析：(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示 F sin θ＝qE ① F cos θ＝mg ②由①②得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE .(2)由第(1)问中的方程②知F ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mgcos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝gcos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属极上时，它经过的位移为s ＝b sin θ，又由s ＝12at 2，t ＝2s a＝ 2b cos θg sin θ＝ 2bgcot θ. 答案：(1) mg tan θE(2) 2bgcot θ。
人教版高中物理选修3-1-高二上学期电势差与电场强度的关系同步测试题
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）河北衡水景县梁集中学2014-2015高二上学期电势差与电场强度的关系同步测试题1．以下说法正确的是（）A．匀强电场中各处场强相等，电势也相等B．等势体内各点电势相等，场强也相等C．沿电场线方向电场强度一定越来越小D．电势降低的方向就是电场线的方向2．下列说法正确的是（）A．在匀强电场中，电场强度等于单位长度上的电势差B．公式E=U AB/d适用于计算任何电场中两点间的电势差C．电势降低只沿电场强度的方向D．在匀强电场中，两点间的电势差跟两点间沿场强方向的距离成正比3.如右图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()A．竖直向下，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/mC．水平向左，E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m4.如右图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则U BA 的值为( )A ．－10 VB ．10 VC ．－5 VD ．－5 3 V 5．对公式E=dU ab 的理解，下列说法正确的是（ ） A ．此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差B ．a 点和b 点距离越大，则这两点的电势差越大C ．公式中的d 是指a 点和b 点之间的距离D ．公式中的d 是a 、b 所在的两个等势面间的垂直距离6．关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（ ）A ．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B ．电势降落的方向必定是场强方向C ．沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等D ．不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等7．（多选）如图1-6-12所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a 、b 两点相距为d ，则（ ）图1-6-12A ．a 点的场强一定大于b 点的场强B ．a 点的电势一定高于b 点的电势C ．a 、b 两点间的电势差一定等于Ed(E 为a 点场强)D ．a 、b 两点间的电势差等于单位正电荷由a 点沿任意路径移到b 点的过程中静电力所做的功8．在水深超过200 m 的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 N/C ，可击昏敌害.身长50 cm 的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达（ ）A ．50 VB ．500 VC ．5 000 VD ．50 000 V图1-6-139．图1-6-15中，A 、B 、C 是匀强电场中同一平面上的三个点，各点电势φA =10 V 、φB =-2 V 、φC =6 V ，图1-6-15中的各图中电场强度的方向表示正确的是（ ）图1-6-1510.如图1-6-17所示，匀强电场中，A 、B 、C 三点构成一边长为a 的等边三角形，电场强度方向平行于纸面.现有一个电子，在电场力作用下，由A 至C 动能减少W ，而质子在电场力作用下，由A 至 B 动能增加W.则该匀强电场E 的大小和方向的判定正确的是（ ）图1-6-17A ．E=aeW 332，方向垂直BC 并由A 指向BC B ．E=aeW 63，方向垂直BC 并由A 指向BC C ．E=aeW 332，方向垂直AC 并由B 指向AC D ．E=aeW 63，方向垂直AB 并由C 指向AB 11.如右图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10－6 C 的负电荷由A 点沿水平线移至B 点，电场力做了2×10－6 J 的功，A 、B 间的距离为2 cm.问：(1)匀强电场场强多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1 V，A点电势为多少？12．匀强电场中有A、B、C三点构成三角形，边长均为4 cm，将一带电荷量q=1.0×10-10 C 的正电荷(不计重力)从A点移到C点，电场力做功为-3×10-9J，若把同一电荷从A点移到B点，电场力做功也为-3×10-9 J.那么该电场的场强是多大?13．如图1-6-18所示，A、B两板相距30 cm，电源电压为60 V，则匀强电场的场强是多大?方向如何?若B板接地，A板电势为多大?若C点离A板10 cm，D点离B板5 cm，则C、D两点的电势各为多少?C、D两点间的电势差多大?图1-6-18答案1-5 B D B C D6-10 C BD C D A11 解析：(1)移动负电荷从A到B静电力做正功，负电荷受到的静电力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上．由公式W＝qEl cos 60°得E＝Wql cos 60°＝2×10－61×10－6×2×10－2×0.5V/m＝200 V/m(2)A、B间的电势差为U＝El cos 60°＝200×2×10－2×0.5 V＝2 V，因A点电势低，U AB ＝－2 V由U AB＝φA－φB得φA＝φB＋U AB＝1 V＋(－2 V)＝－1 V答案：(1)200 V/m斜向上方(2)－2 V－1 V12 5×102 V/m13200 V/m 方向竖直向下 60 V 40 V 10 V 30 V。
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.。
人教版高中物理选修3-1练习：第一章3电场强度Word版含答案(K12教育文档)
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第一章静电场3电场强度A级抓基础1．在电场中的某点A放一个检验电荷,其电荷量为q,受到的电场力为F，则A点的电场强度为E＝Fq，下列说法正确的是( )A．若移去检验电荷，则A点的电场强度为0B．若检验电荷的电荷量变为4q，则A点的电场强度变为4EC．若放置到A点的检验电荷变为－2q，则场中A点的电场强度大小方向均不变D．若放置到A点的检验电荷变为－2q，则场中A点的电场强度大小不变，但方向相反答案：C2．(多选）下列关于电场强度E的说法正确的是( )A．公式E＝错误!只适用于点电荷产生的电场B．公式E＝错误!,F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量C．公式E＝错误!,F是放入电场中的电荷所受的力,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错误!中，k错误!是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度的大小，而k错误!是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度的大小答案：BD3.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所示，由图可知（）A．a、b、c、d四点不可能在同一电场线上B．四点电场强度关系是E c〉E a〉E b〉E dC．四点电场强度方向可能不相同D．以上答案都不对答案：B4．如图所示,棒AB上均匀分布着负电荷,它的中点正上方有一P点，则P点的电场强度方向为( ）A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左D．平行于AB向右解析：根据点电荷的电场强度的定义式E＝错误!,再将棒的电荷看成若干个点电荷，由对称性与矢量的叠加，可得出,P点的电场强度的方向垂直于AB向下，故B正确，A、C、D错误．答案：B5．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1。
高中同步测试卷人教物理选修3-1：高中同步测试卷(一) word版含解析
高中同步测试卷(一) 第一单元 电场力的性质 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于电场强度的下列说法中不正确的是( )A ．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力B ．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零C ．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D ．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向2．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 ．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C ．丙图中两等量同种点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3.如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，B 恰能保持静止．其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷 (电荷量与质量之比)之比应是( )A.⎝⎛⎭⎫L 1L 22B.⎝⎛⎭⎫L 2L 12C.⎝⎛⎭⎫L 1L 23D.⎝⎛⎭⎫L 2L 134.如图所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )A．k q9d2＋k qd2B．k qd2－k q9d2C．0 D．k qd25．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断正确的是()A．点电荷M、N一定为同种点电荷B．点电荷M、N一定为异种点电荷C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1D．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为3∶1二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)6.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A、B，左边放一个带电荷量为＋Q的固定球时，两悬线都保持竖直方向．下列说法中正确的是()A．A球带正电，B球带正电，并且A球带电荷量较小B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且B球带电荷量较大D．A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较大7．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则()A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱8．一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．不计粒子所受重力，则()A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零8题图9题图10题图9．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()A．M的带电量比N大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N大D．移动过程中匀强电场对M做负功10．如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N 点，到N点时速度大小为v，且v<v0, 则()A．b电荷在M点受力一定向左上方B．b电荷在M点受力一定向右下方C．a电荷一定在虚线MP上方D．a电荷一定在虚线MP下方11．两个通电小球带电后相互排斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示．若已知α>β，则一定有关系()A．两球一定带同种电荷B．m一定小于MC．q一定大于Q D．m受到的电场力一定等于M所受电场力12.如图所示，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，圆环的最高点通过长为L 的绝缘细线悬挂质量为m的可视为质点的金属小球，已知圆环带电均匀分布且带电荷量与小球相同，均为Q (未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k ，重力加速度为g .细线对小球的拉力为F (未知)，下列式子中正确的是( )A ．Q ＝mgR 3kLB ．Q ＝mgL 3kRC ．F ＝mgRLD ．F ＝mgLR题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(8分)如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 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·m 2/C 2，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．14.(10分)如图所示，绝缘的粗糙水平桌面高为h ＝1.25 m ，长为s ＝2 m ，桌面上方有一个水平向左的匀强电场．一个质量为m ＝2×10－3 kg ，带电量为q ＝＋2.5×10－8 C 的小物体自桌面的左端A 点以初速度v 0＝6 m/s 向右滑行，离开桌子边缘B 后，落在水平地面上C 点，C 点与B 点的水平距离x ＝1 m ，物体与桌面间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.(1)水平向左的匀强电场的电场强度E 为多大；(2)为使小物体离开桌面边缘B 后水平距离加倍，即x ′＝2x ，某同学认为可以在桌子边缘B 的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E ′，请你求出该电场的电场强度．15．(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示．请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？16.(10分)如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A 点，其带电荷量为Q ；质量为m ，带正电的乙球在水平面上的B 点由静止释放，其带电荷量为q ；A 、B 两点的距离为l 0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F ＝k qQ4l 20(k 为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小； (2)求乙球的速度最大时两球之间的距离；(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的变化情况)．参考答案与解析1．[导学号66870001] 【解析】选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，故A 说法正确．电场强度的大小跟有没有试探电荷无关，由电场本身决定，故B 说法错误．电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故C 、D 说法正确．故选B.2．[导学号66870002] 【解析】选C.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，选项A 错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a 、b 两点的场强大小相等、方向相同，选项B 错误；丙图中两等量同种点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，选项C 正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强，选项D 错误．3．[导学号66870003] 【解析】选C.根据B 恰能保持静止可得：k q A q B L 21＝k q C q BL 22.A 做匀速圆周运动，k q A q B L 21－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动，k q C q B L 22－k q C q A（L 1＋L 2）2＝m Cω2L2，联立解得A 和C 的比荷之比等于⎝⎛⎭⎫L 1L 23，选项C 正确．4．[导学号66870004] 【解析】选A.由于a 点场强为零，说明点电荷在a 点的场强与圆盘在a 点的场强大小相等，E ＝kqd 2，根据对称性可知，圆盘在b 点产生的场强大小也是E＝kq d 2，则b 点的场强为E ′＝E ＋kq （3d ）2＝kq d 2＋kq 9d 2，A 正确． 5．[导学号66870005] 【解析】选A.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出，x ＝2a 处的场强为零，在0～2a 范围内场强为正，2a ～3a 范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M 、N 为同种电荷，选项B 错误，选项A 正确；设点电荷M 的带电荷量为q 1，点电荷N 的带电荷量为q 2，x ＝2a 处的场强为E ＝k q 1（2a ）2－k q 2a 2＝0，解得：q 1∶q 2＝4∶1，选项C 、D 错误．6．[导学号66870006] 【解析】选BC.存在固定球时，对A 、B 球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A 球带负电而B 球带正电，A 、B 作为整体得固定球对A 、B 的水平方向的库仑力大小相等方向相反．根据库仑定律得A 离固定球近点，所以A 球带电荷量较小，B 球带电荷量较大．故A 、D 错误，B 、C 正确．7．[导学号66870007] 【解析】选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A 、C 、D 正确，B 错误．8．[导学号66870008] 【解析】选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A 错误；A →B 电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B 正确；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C 正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D 正确．故选BCD.9．[导学号66870009] 【解析】选BD.释放后，M 、N 保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE 和相互之间的库仑力F 作用，因此有qE ＝F ，两者方向相反，其合力为0，故选项C 错误；由牛顿第三定律可知，M 、N 间相互作用的库仑力F ，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE 也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A 错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由题图中位置关系可知，小球M 受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N 受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B 正确；由题图图示可知，小球M 移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M 做负功，故选项D 正确．10．[导学号66870010] 【解析】选AD.b 电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b 电荷在M 点受力一定向左上方，所以a 电荷一定在虚线MP 下方，选项A 、D 正确．11．[导学号66870011] 【解析】选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件，由题中图示可知两小球相互排斥，故A 、D 正确；偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关，故B 正确．12．[导学号66870012] 【解析】选BD.由于圆环不能看成点电荷，采用微元法求圆环对小球的库仑力，小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力．以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：线对小球的拉力为F 、重力G 、圆环各点对小球库仑力的合力F Q .则F sin θ＝mg ，sin θ＝R L ，解得：F ＝mgL R ，选项C 错误，D 正确；水平方向上：F cos θ＝k Q 2L2cos θ，解得：Q ＝mgL 3kR，选项A 错误，B 正确． 13．[导学号66870013] 【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 q 2L2①代入数据得F ＝9.0×10－3 N ．②(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为 E 1＝k q L2③A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为 E ＝2E 1cos 30°④ 由③④式并代入数据得 E ＝7.8×103 N/C场强E 的方向沿y 轴正向．【答案】(1)9.0×10－3 N(2)7.8×103 N/C 方向沿y 轴正向14．[导学号66870014] 【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B 点后经过时间t 落地，则h ＝12gt 2 得t ＝2h g＝2×1.2510s ＝0.5 s 设小物体离开桌子边缘B 点时的速度为v B ， 则v B ＝x t ＝10.5m/s ＝2 m/s根据动能定理，有－qEs －μmgs ＝12m v 2B －12m v 2得E ＝3.2×105 N/C. (2)要使水平射程加倍，则 2x ＝v B t ′ h ＝12at ′2 mg －qE ′＝ma代入数据得E ′＝6×105 N/C ，方向竖直向上．【答案】(1)3.2×105 N/C (2)6×105 N/C 方向竖直向上15．[导学号66870015] 【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示F T sin θ＝qE ① F T cos θ＝mg ②由①②得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE.(2)由第(1)问中的方程②知F T ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝gcos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x ＝b sin θ，又由x ＝12at 2，得t ＝2x a＝2b cos θg sin θ＝ 2bgcot θ. 【答案】(1)mg tan θE(2)2bgcot θ16．[导学号66870016] 【解析】(1)由牛顿第二定律得：k qQl 20－F ＝ma解得：a ＝3kqQ4ml 20.(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力与恒力F 大小相等时，乙球的加速度为零，速度最大，设此时两球之间的距离为x ，则有k qQ x 2＝k qQ4l 20，解得：x ＝2l 0.(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B 后，再重复前面的运动，之后就在B 点和最远点之间做往复运动．【答案】(1)3kqQ4ml 20(2)2l 0 (3)见解析。
人教版高中物理选修3-1高二同步训练：1.3《电场强度》(新).docx
高中物理学习材料桑水制作1．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的( )A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C.电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故A、B错；由于F＝qE知，C对；场强方向与正试探电荷受力方向相同，故D错．2．(2011年杭州高二检测)真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处，放一个带电量为q(q ≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )A．F/Q B．F/qC．k qr2D．kQr2答案：BD3．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )图1－3－12解析：选C.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．4．(2011年黄冈中学高二检测)如图1－3－13所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是( )图1－3－13A．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：选B.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的球对称分布，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＝F/m∝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．5．一粒子质量为m，带电荷量为＋q，以初速度v与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，恰做直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小并说明方向．解析：粒子进入电场区域后要受重力和电场力作用而做直线运动，知其合力必与v在一直线上．由图及力的分解知识可知，最小的电场力qE＝mg cos45°.所以E min＝mgqcos45°＝2mg2q，方向垂直于v指向斜上方．答案：2mg2q垂直于v指向斜上方一、选择题1．关于电场线的叙述，下列说法正确的是( )A．电场线是直线的地方一定是匀强电场B．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向C．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合D．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场答案：C2．一个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，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )图1－3－14解析：选D.电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D 正确．3．(2011年启东中学高二检测)图1－3－15如图1－3－15所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则( )A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A>E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定解析：选AD.电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确．4.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图1－3－16所示，电场强度为零的地方在( )图1－3－16A．A和B之间B．A的右侧C．B的左侧D．A的右侧及B的左侧解析：选C.因为A带正电，B带负电，所以只有在A右侧和B左侧两者产生的电场强度方向相反，因为Q A>Q B，所以只有B的左侧，才有可能E A与E B等大反向，因而才可能有E A和E B矢量和为零的情况．故正确答案为C.5.如图1－3－17所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )图1－3－17A．该粒子带正电荷，运动方向为由a到bB．该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC．该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左，则粒子应带负电，故A、C错；运动a→b 与b→a均有可能．故B、D对．6. (2011年苏州高二检测)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1－3－18中虚线所示．不计粒子所受重力，则( )图1－3－18A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，故A错；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B对；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°角，所以速率减小，故C对；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，故D对．7.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图1－3－19中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )图1－3－19A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：选D.由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确．8．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1－3－20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( )A．应放在A点，Q＝2qB．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－qD．应放在D点，Q＝－q解析：选C.由平行四边形定则得出＋q和－q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小．要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，故C选项正确．9．(2011年华南师大附中高二检测)图1－3－21如图1－3－21所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由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：选B.等量异种电荷电场线分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图(b)所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确．二、计算题10.如图1－3－22所示，在边长为l的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q和－q的点电荷，求正方形中心O点的电场强度．解析：由对称性原理可知：若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷，则中心O 点的场强为零，因此可把D 点的电荷－q 等效为两部分：＋q 和－2q .＋q 和另外三个点电荷在中心O 点的合场强为零，－2q 在中心O 点的场强为E ＝2kq l 2/2＝4kq l 2 故正方形中心O 点的场强大小为E ＝4kq l2，方向沿OD 连线由O 指向D . 答案：4kq l2，方向沿OD 连线由O 指向D . 11．如图1－3－23所示，两根长为L 的绝缘细线下端各悬挂一质量为m 的带电小球A 、B ，A 、B 带电荷量分别为＋q 和－q ，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为E ，使联结AB 的绝缘细线(长为L )拉直，并使两小球处于静止状态，E 的大小应满足什么条件？图1－3－23解析：B 球受力如图所示．由于B 球静止，有⎩⎪⎨⎪⎧ mg ＝F sin60° ①qE ＝F cos60°＋k q 2L 2＋F T ② ①②式联立，并考虑到F T ≥0， 得E ≥mg 3q ＋kq L2. 答案：E ≥mg 3q ＋kq L 2 12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图1－3－24所示，请问：图1－3－24(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？解析：(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示F sin θ＝qE ①F cos θ＝mg ②由①②得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE. (2)由第(1)问中的方程②知F ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝g cos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属极上时，它经过的位移为s ＝b sin θ，又由s ＝12at 2，t ＝2s a ＝ 2b cos θg sin θ＝ 2b gcot θ. 答案：(1) mg tan θE (2) 2b g cot θ。
人教版高二物理选修3-1课时练习电场强度
电场强度1、如图所示,图甲中A、B是一条电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小的关系图像,由此可判定( )A.电场方向一定由A指向BB.若场源为正电荷,位置在A侧C.若场源为负电荷,位置在B侧D.若场源为正电荷,位置在B侧2、有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向的匀强电场中,如图所示。
当两小球都处于平衡时的可能位置是如下图所示的( )A. B.C. D.3、如图所示为点电荷a、b所形成的电场的电场线分布图,卞列说法正确的是( )A.a —定带正电荷,b —定带负电荷B.a 一定带负电荷,b —定带正电荷C.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变小后变大D.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变大后变小4、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5、A 、B 是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子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 -图象如图所示。
则电场的电场线分布可能是( )A. B.C. D.6、如图各电场中, A 、B 两点电场强度相同的是( )A. B.C.D.7、质量分别为m 1、m 2的A 、B 两小球分别带电荷量为q 1和q 2的同种电荷,它们用等长的细线吊在同一点O ,使A 球靠在竖直光滑墙上,A 球的细线l 1沿竖直方向,由于静电斥力的作用,B 球的细线l 2与竖直方向成θ角,A 、B 均处于静止状态,如图所示。
由于某种原因,B 球的带电荷量q 2逐渐减少,于是两细线之间的夹角θ也逐渐减小。
在θ逐渐减小的过程中,关于l 1、l 2中的张力T 1、T 2的变化是( )A.T 1、T 2均不变B.T 1不变,T 2变小C.T 1、T 2均变小D.T 1变小,T 2不变8、真空中,在离点电荷(带电荷量为Q )为r 的A 点,先后放有带电荷量为1q 和2q 的点电荷,点电荷12q q 、所受的电场力分别为1F 和2F ,则A 点的电场强度大小为( ) A.11F q B.22F q C.2kQ rD.12kq r9、已知电荷分布均匀的球壳对壳内点电荷的作用力为零,对壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对壳外点电荷的作用力。
人教版高中物理选修3-1第三节 电场强度同步训练
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第三节 电场强度同步训练【基础知识训练】1.图13-3-1表示电荷A 和电荷B 通过电场传递相互作用力。
针对这个情形，正确的是（ ）A ．电荷B 受电场力的作用，自身也激发电场B ．撤去B ，电荷A 激发的电场就不存在了C ．电荷A 所处的电场和电荷B 所处的电场是不同的D ．电荷A 和电荷B 都可以激发电场，而且它们还可以叠加成一个新的电场2.关于电场，下列说法正确的是（ ）A ．电场虽然没有质量，但仍然是一种客观存在的特殊物质形态B ．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱C ．电场既可以存在于绝缘体中，也可以存在于导体中D ．在真空中，电荷无法激发电场3. 为了测量电荷+Q 在A 点激发的电场强度，放入试探电荷q ，测出q 的受力F A ，则（ ）A ．试探电荷q 只能带正电B ．如果q 的电量较大，足以影响到Q 的分布状况，则q不能作为试探电荷C ．如果在A 点换上试探电荷q ′，测得受力为F A ′，会有q F A ''=q F A 的结论成立D ．将试探电荷q 移到离Q 更远的一点B ，会有qF B =q F A 的结论成立4. 对于场强，本节出现了E = q F 和E = k 2r Q 两个公式，你认为下列认识正确的是（ ） A ．q 表示场中的试探电荷、Q 表示场源电荷B ．E 随q 的增大而减小，随Q 的增大而增大C ．第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场求场强，且E 的方向和F 一致D ．从第二个公式看，拿走Q 后，E 就不存在了5. 真空中两个点电荷A 和B ，相距20cm ，A 的电量Q A = +4.0×10−10C 。
已知A 对B 的吸引力F = 5.4×10−8N ，则B 在A 处激发电场的场强大小为 N/C ，如果将A 电荷拿走，B 在A 点产生电场的场强大小会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
人教版高中物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题(附详解答案)
（精心整理，诚意制作）第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题（附详解答案）夯实基础1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动答案：A解析：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．2．如图所示，在场强为E，方向水平向右的匀强电场中，A、B为一竖直线上的两点，相距为L，外力F将质量为m，带电量为－q的微粒，从A点匀速移到B点，重力不能忽略，则下面说法中正确的是( )A．外力的方向水平B．外力的方向竖直向上C．外力的大小等于qE＋mgD．外力的大小等于(qE)2＋(mg)2答案：D解析：分析微粒受力，重力mg、电场力qE、外力F，由于微粒作匀速运动，三个力的合力为零，外力的大小和重力与电场力的合力大小相等．F＝(qE)2＋(mg)2F的方向应和重力与电场力的合力方向相反，选项D正确．3．平行板间加如图(a)所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．如图(b)中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是( )答案：A解析：粒子在第一个T2内，做匀加速直线运动，T2时刻速度最大，在第二个T2内，电场反向，粒子做匀减速直线运动，到T时刻速度为零，以后粒子的运动要重复这个过程．4．(20xx·济南模拟)如图所示，质子(1H)和α粒子(42He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )A．1 1 B．1 2C．2 1 D．1 4答案：B解析：由y＝12EqmL2v20和E k0＝12m v20，得：y＝EL2q4Ek0可知，y与q成正比，B正确．5．如图所示，一电荷量为＋q，质量为m的带电粒子以初速度为v0，方向与极板平行射入一对平行金属板之间．已知两极板的长度l，相距为d，极板间的电压为U，试回答下列问题．(粒子只受电场力作用且上极板带正电)(1)粒子在电场中所受的电场力的大小为________，方向__________，加速度大小为__________，方向________．(2)粒子在x方向上做________运动，在电场中的运动时间为________．(3)粒子在y方向上做________运动，离开电场时，在y方向上偏离的距离为_ _______．当其他条件不变，d增大时偏离距离将________．(4)粒子离开电场时，在y方向上的分速度为________，如果偏转的角度为θ，那么tanθ＝________.当其他条件不变，U增大时θ角将________答案：(1)qUd垂直v0方向向下qUmd垂直v0方向向下(2)匀速直线lv0(3)初速度为零的匀加速直线ql22mv20dU减小(4)qlmv0dUqlmv20dU增大6．如图所示，abcd 是一个正方形盒子．cd 边的中点有一个小孔e .盒子中有沿ad 方向的匀强电场．一个质量为m 带电量为q 的粒子从a 处的小孔沿ab 方向以初速度v 0射入盒内，并恰好从e 处的小孔射出．(忽略粒子重力)求：(1)该带电粒子从e 孔射出的速度大小．(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功．(3)若正方形的边长为l ，试求该电场的场强．答案：(1)17v 0 (2)8m v 20 (3)8mv20ql解析：(1)设粒子在e 孔的竖直速度为v y .则水平方向：l /2＝v 0t竖直方向：l ＝vy 2·t 得：v y ＝4v 0v e ＝v20＋v2y ＝17v 0(2)由动能定理得：W 电＝12m v 2e －12m v 20＝8m v 20 (3)由W 电＝Eq ·l 和W 电＝8m v 20得：E ＝8mv20ql. 7．如图所示是示波管工作原理示意图，电子经加速电压U 1加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量为h ，两平行板间的距离为d ，电势差为U 2，板长为l .为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量)可采取哪些措施？解析：电子经U 1加速后，设以v 0的速度垂直进入偏转电场，由动能定理得：12m v 20－0＝eU 1①电子在偏转电场中运动的时间t 为：t ＝l v0② 电子在偏转电场中的加速度a 为：a ＝U2e dm③ 电子在偏转电场中的偏转量h 为：h ＝12at 2④ 由①②③④式联立解得到示波管的灵敏度h U2为：h U2＝l24dU1可见增大l 、减小U 1或d 均可提高示波管的灵敏度.能力提升1.(20xx·××市一中高二检测)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点( ) A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间相等C．三小球到达正极板时动能关系：E kA>E kB>E kCD．三小球在电场中运动的加速度关系：a A>a B>a C答案：A解析：带负电的小球受到的合力为：mg＋F电，带正电的小球受到的合力为：mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间：t＝xv0，所以t C<t B<t A，故a C>a B>a A；落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电．因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小：E kC>E kB>E kA.2．示波器是一种常用的电学仪器．可以在荧屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．电子经电压u1加速后进入偏转电场．下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是( )A．如果只在u2上加上甲图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(a)所示B．如果只在u3上加上乙图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(b)所示C．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(c)所示D．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(d)所示答案：ABD3．(20xx·××市一中高二检测)如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是( )A．电子到达B板时的动能是eUB．电子从B板到C板时动能变化为零C．电子到达D板时动能是3eUD．电子在A板和D板之间往复运动答案：C4．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴．油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A．2v、向下 B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上答案：C解析：由题意知，未加电压时mg＝k v①加电压U时，电场力向上，设为F，则有F＝mg＋k v②当加电压(－U)时，电场力向下，匀速运动时有F＋mg＝k v′③联立①②③得：v′＝3v方向向下，C选项正确．5．如图所示，在两极板中间有一静止的电子，在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力，t＝0时，M板电势为正，板间距离足够长)( )A．一直向M板运动B．一直向N板运动C．先向M板运动，再一直向N板运动D．在M、N间做周期性的来回运动答案：D解析：0―→1s末，电子向左做匀加速直线运动，在1s末获得速度为v；1s 末―→2s末，电子向左做匀减速直线运动，2s末速度为0；2s末―→3s末，电子向右做匀加速直线运动，3s末电子获得速度v；3s末―→4s末电子向右做匀减速直线运动.4s末速度为零，刚好为一个周期．以后周而复始，所以，电子在M、N之间做周期性的来回运动．6．(新题快递)如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m ＝4×10－5kg ，电量q ＝＋1×10－8C.(g ＝10m/s 2)求：(1)微粒入射速度v 0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U 应取什么范围？答案：(1)10m/s (2)与负极相连 120V<U <200V解析：(1)L 2＝v 0t d 2＝12gt 2 可解得v 0＝L 2g d＝10m/s (2)电容器的上板应接电源的负极当所加的电压为U 1时，微粒恰好从下板的右边缘射出d 2＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 1＝mg －q U1d m解得：U 1＝120V当所加的电压为U 2时，微粒恰好从上板的右边缘射出d 2＝12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 2＝q U2d －mg m解得U 2＝200V 所以120V<U <200V.7．如图所示，为一个从上向下看的俯视图，在光滑绝缘的水平桌面上，固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD ，AB 段为直线，BCD 段是半径为R 的一部分圆弧(两部分相切于B 点)，挡板处于场强为E 的匀强电场中，电场方向与圆的直径MN 平行．现使一带电量为＋q 、质量为m 的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动，最后从D 点抛出，试求：(1)小球从释放到N 点沿电场强度方向的最小距离s ；(2)在上述条件下小球经过N 点时对挡板的压力大小．解析：(1)根据题意分析可知，小球过M 点对挡板恰好无压力时，s 最小，根据牛顿第二定律有qE ＝m v2M R，。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动 课后训练题(含答案解析)
1.9 带电粒子在电场中的运动一、单选题1.如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子.在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为()A． 3∶2B． 2∶1C． 5∶2D． 3∶12.如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则()A．在时间内，电场力对粒子做的功为UqB．在时间内，电场力对粒子做的功为UqC．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶23.如图甲所示，在距离足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则()A．电子在A、B两板间做往复运动B．在足够长的时间内，电子一定会碰上A板C．当t＝时，电子将回到出发点D．当t＝时，电子的位移最大4.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小二、多选题5.(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6.(多选)带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是()A．两电荷的电荷量可能相等B．两电荷在电场中运动的时间相等C．两电荷在电场中运动的加速度相等D．两电荷离开电场时的动能相等7.(多选)如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料．ABCD面带正电，EFGH面带负电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B．三个液滴的运动时间一定相同C．三个液滴落到底板时的速率相同D．液滴C所带电荷量最多8.(多选)如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则()A．B点的电势为0 VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹29.(多选)如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使()A．粒子的电荷量变为原来的B．两板间电压减为原来的C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍10.(多选)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为E k0，已知t＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则()A．所有粒子都不会打到两极板上B．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2E k0D．只有t＝n(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场三、计算题11.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示.AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m＝1.0×10－7kg，电荷量q＝1.0×10－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由.(2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？12.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离.13.如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0＝4×106m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg.求：(1)电子在C点时的动能是多少焦？(2)O、C两点间的电势差大小是多少伏？14.如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能．答案解析1.【答案】A【解析】因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面，电荷量为q的粒子通过的位移为l，电荷量为－q的粒子通过的位移为l，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a1＝，a2＝，由运动学公式有l＝a1t2＝t2①l＝a2t2＝t2②得＝.B、C、D错，A对.2.【答案】C【解析】由类平抛规律，在时间t内有：L＝v0t，＝at2，在内有：y＝a()2，比较可得y＝，则电场力做的功为W＝qEy＝＝，所以A、B错误．粒子下落的前和后过程中电场力做的功分别为：W1＝qE×，W2＝qE×，所以W1：W2＝1∶1，所以C正确，D错误．3.【答案】B【解析】粒子先向A板做半个周期的匀加速运动，接着做半个周期的匀减速运动，经历一个周期后速度为零，以后重复以上过程，运动方向不变，选B.4.【答案】B【解析】设电子被加速后获得初速度v0，则由动能定理得：qU1＝mv①若极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t＝②设电子在平行板间受电场力作用产生的加速度为a，由牛顿第二定律得：a＝＝③电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：v y＝at④由①②③④可得：v y＝又有：tanθ＝＝＝＝故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项A、C、D错误．5.【答案】BD【解析】由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功W＝qU与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B、D正确．6.【答案】AB【解析】两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设板长为L，粒子的初速度为v0，则粒子运动时间为t＝，L、v0相同，则时间相同．故B正确．竖直方向的位移为y＝at2，a＝，则y＝t2，E、t相同，y不同，因m的大小关系不清楚，q有可能相等．故A正确．由于位移为y＝at2，t相同，y不同，a不等，故C错误．根据动能定理，E k－mv＝qEy则E k＝mv＋qEy，故D错误．7.【答案】BD【解析】三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误．由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确．三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误．由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确．8.【答案】ABC【解析】由动能定理可知WE＝ΔE k＝－0.1 J；可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确；A、B两点的电势差UAB＝＝－10 V，则UA－UB＝－10 V．解得UB＝0 V；故A正确；若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确；若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误．9.【答案】AD【解析】粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L所用时间与垂直板方向上发生位移所用时间t相等，设板间电压为U，则有：＝··()2，得时间t＝＝.当入射速度变为，它沿平行板的方向发生位移L所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A、D正确．10.【答案】ABC【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t＝0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，故运动时间为周期的整数倍；所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t＝0时刻射入的粒子在竖直方向始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A、B正确，D错误；t＝0时刻射入的粒子竖直方向的分位移为；有：＝·由于L＝d故：v y m＝v0故E k′＝m(v＋v)＝2E k0，故C正确．11.【答案】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)v A＝2m/s.【解析】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)在垂直于AB方向上，有qE sinθ－mg cosθ＝0所以电场强度E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)微粒由A运动到B时的速度v B＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，－(mgL sinθ＋qEL cosθ)＝0－mv，代入数据，解得v A＝2m/s.12.【答案】(1)(2)(3)L【解析】(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，在水平方向上：L＝v0t，在竖直方向上：v y＝at，v y＝v0tan 30°＝，由牛顿第二定律得：qE＝ma解得：E＝.(3)粒子做类平抛运动，在竖直方向上：d＝at2，解得：d＝L.13.【答案】(1)9.7×10－18J(2)15.2 V【解析】(1)依据几何三角形解得：电子在C点时的速度为：v＝①而E k＝mv2②联立①②得：E k＝m()2≈9.7×10－18J.(2)对电子从O到C，由动能定理，有eU＝mv2－mv③联立①③得：U＝≈15.2 V.14.【答案】(1)d(2)e(U0＋)【解析】(1)设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得eU0＝mv①设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t＝②电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③电子在电场中的侧位移y＝d＝at2④联立①②③④得：L＝d.(2)设电子穿出电场时的动能为E k，根据动能定理得E k＝eU0＋e＝e(U0＋)．。
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高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作）电场强度 同步练习【典型例题】【例1】下列说法正确的是：（ ）根据E ＝F/q ，可知，电场中某点的场强与电场力成正比根据E ＝kQ/r2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比 根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹【解析】这个问题涉及到有关电场的基本概念。
E ＝F/q 作为电场强度的定义式，给出了电场强度的一种测量方式或方法。
而对于电场中的某一确定的点，放在该处的试探电荷的电荷量不同，电荷受到的电场力也不同，但电场力和电荷量的比值却是不变的，即电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关，而由场源电荷及研究点在场中的位置决定。
对于点电荷形成的电场，确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比。
电场强度是矢量，合场强由平行四边形法则确定，作为合场强的平行四边形的对角线不一定比作为分场强的平行四边形的邻边长。
只有当电场线是直线，带电粒子只在电场力的作用下，电荷的初速度为零或初速度方向与电场线重合时，电荷的运动轨迹才会与电场线重合。
【答案】B【例2】如图所示，以O 为圆心，r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为a 、b 、c 、d ，空间有与x 轴正方向相同的匀强电场E ，同时在O 点固定一个电荷量为＋Q 的点电荷，如果把一个带电量为－q 的试探电荷放在c 点，则恰好平衡，那么匀强电场的场强为多少？a 、d 两点的实际场强为多少？ 【解析】图示空间有匀强电场和点电荷形成的电场，任何一点的场强都是两个电场在该处场强的合场强。
由带电量为－q 的试探电荷在c 处于平衡可得：qE r Qqk=2解得匀强电场的场强为：2r kQE =由正点电荷形成的电场场强方向从圆心沿半径方向向外。
故在a 点，点电荷场强方向沿x 轴正方向；在d 点，点电荷场强方向沿y 轴的正方向。
在a 点，为两个等大、同方向场强的合成，即22r kQ E a =在b 点，为两个等大、互相垂直的场强的合成，即22r kQ E b =【例3】如图所示，质量m ＝2.0×10-3kg 的带电小球用绝缘细线竖直地悬挂于电场中，当小球的带电量为q1＝1.0×10-4C 时，悬线中的张力为T1＝1.5×10-2N ，则小球所在处的场强为多大？当小球的带电量为q2＝－1.0×10-4C 时，悬线中的张力T2为多大？【解析】小球的重力G=mg=2.0×10-2N由题意：绳子拉力T1=1.5×10-2N ＜G 故电场力F 方向向上 且有F+T1=G 得F=G-T1=5×10-3N小球处的场强E=C N q F /50100.1105431=⨯⨯=--当q2=-1.0×10-4C 时，电场力F/=F=5×10-3N ，方向向下，此时绳中张力为T2=G+F/=2.5×10-2N 【基础练习】 选择题：1、下列说法中正确的是（ ）A 、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B 、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 、电场是人为设想出来的，其实并不存在2、电场强度的定义式E ＝F/q ，下列说法正确的是：（ ） A 、该定义式只适用于点电荷形成的电场B 、F 是试探电荷所受到的力，q 是产生电场电荷的电荷量C 、电场强度的方向与F 的方向相同D 、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比 3、下列关于点电荷的场强公式2r kQE =的说法中，正确的是：（ ）在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r2成反比Q 是产生电场的电荷，r 是场强为E 的点到Q 的距离点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷Q 点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q4、A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一个电荷量为q 的点电荷，所受的电场力为F,A 点的场强为E ，则：（ ）若在A 点换上点电荷－q ，A 点的场强方向将发生变化 若在A 点换上电荷量为2q 的点电荷，A 点的场强变为2E 若将A 点的电荷移去，A 点的场强变为零A 点的场强的大小、方向与放在该处的q 的大小、正负、有无均无关5、真空中有一个点电荷＋Q1，在距其r 处的P 点放一电荷量为＋Q2的试探电荷，试探电荷受到的电场力为F ，则下列答案中正确的是：（ ）P 点的场强大小为1Q FP 点的场强大小等于2Q F 也等于22r kQ试探电荷的电荷量变为2Q2时，Q2受到的电场力将变为2F ，而P 处的场强为2Q F若在P 点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向6、如图所示，在a 、b 两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷，c 、d 两点将a 、b 两点的连线三等分，则：（ ）A 、c 、d 两点处的场强大小相等B 、c 、d 两点处的场强大小不相等C 、从c 点到d 点场强先变大后变小D 、从c 点到d 点场强先变小后变大 填空题：7、将一电荷量为2×10-5的试探电荷放在点电荷Q 的电场中的P 点处，所受的电场力的大小为2×10-2N ，则P 点的电场强度的大小为 N/C ，如果P 点距点电荷Q 为10cm ，则Q 的电荷量为 C 。
8、在空间某一区域，有一匀强电场，有一质量为m 的液滴带正电荷，电荷量为q ，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度大小为 N/C ，方向 。
9、在x 轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1 ＝2Q2，用E1、E2分别表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上，E1＝E2点共有 处，这几处的合场强分别为 。
计算题：10、如图所示，绝缘细线一端固定于O 点，另一端连接一带量为q 、质量为m 的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向夹 角，可在空间加一匀强电场，则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？这时细线中的张力多大？11、如图所示真空中A 、B 两点分别放置异种点电荷QA 、QB 、QA=-1×10-8C ，QB=4×10-8C ，已知两点电荷间库仑引力为10-5N ，求： ⑴若移去B 处的电荷后，B 处的电场强度为多大？⑵若不移去B 处点电荷，则AB 连线中点处C 的场强是多大？12、如图所示，同一竖直平面内，有两根光滑绝缘杆OA和OB，与竖直线的夹角均为45°，两杆上均套有能自由滑动的导体小球，两球的质量均为9×10-4kg，带电量均为－2×10-7C，且静止于同一竖直高度处，问：⑴两球相距多远？⑵OC为AB中垂线，OC线上何处电场强度最小？最小场强是多少？（距O点0.1m处、0）【能力提升】1、点电荷A、B带有等量正电荷，将第三个电荷C放在A、B连线的中点恰好平衡。
现将B作缓慢地远离A点的运动，则C的运动情况是：（）A、靠近A的运动B、远离A的运动C、仍然保持静止D、有可能靠近A，也可能靠近B2、如图所示，有一弯管ab，其中心线是半径为R的一段圆弧，弧的圆心处有一个点电荷Q，有一束带负电的粒子流从a端的中点射入，恰能沿中心线通过弯管的粒子应为：（）A、质量和速度均相同的粒子B、电量和动量均相同的粒子C、电量和动能均相同的粒子D、电量和速度均相同的粒子3、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，此时球心处的场强为，若在球壳上挖去半径为r（r<<R）的一个小圆孔，则此时球心处的场强为。
4、如图所示，在真空中A、B两点处各固定一个点电荷，它们的电荷量相等，均为 4.0×10-10C，而带电的性质不同，A为正、B为负，两者相距80cm，P点与A、B等距离，均为50cm，⑴试确定P点的场强大小和方向？⑵试求P点处的场强和A、B连线中点O处的场强之比？参考答案 【基础练习】 一、选择题：1、ABC2、D3、AB4、D5、C6、AD 二、填空题：7、103、1.1×10-9 8、mg/q 竖直向上 9、2、0、 2E2 10、带电小球除受电场力外，还受自身的重力和细线的拉力，而重力的切向分力mgsin α有使小球摆下的效果，为了使小球静止，电场力至少要平衡这一回复力，即电场方向沿与水平方向成α角偏向右上。
F=qEmin=mgsin α∴Emin=q mgsin α11、⑴E=F 库/qB=10-5/4×10-8=250 N/C⑵F 库=k 2r Q Q BA r=库F Q kQ BA =0.6mEC=EA+EB=k ·()28923.01051092-⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+r Q Q BA = 5000N/C12、⑴F 库=k 2r Q Q BA =mgtan45°解得r=0.2m⑵距O 点0.1m 处、0【能力提升】1、D2、C3、0 224R KQr4、⑴EA=EB=k C N C r Q /4.145.0100.410921092=⨯⨯⨯=-EP=2EAcos θ=2×14.4×5040=23.04N/C 方向平行于AB ，沿AB 方向⑵EO=22/r kQ=2×9×109×C N /454.0100.4210=⨯- 125644504.23==O P E E。