1.4点电荷的电场 匀强电场 课时作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
1.4点电荷的电场匀强电场
课时作业（解析版）
1．如下图所示，电场中A、B两点的场强大小分别为EA、EB，对EA、EB的大小关系判断正确的是（
）
A．EA>EB
B．EAC．EA=EB
D．无法判断
2．如图所示，等量异种点电荷固定在同一水平线上的P、Q两点，竖直固定的光滑绝缘杆与PQ的中垂线重合，O为PQ的中点，a、b是PQ连线上的两点，c、d
是中垂线上的两点，acbd为菱形。电场强度用E表示，电势用φ表示。一带少量负电的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自c点无初速释放（　　）
A．φa大于φO，φO大于φc
B．Ea大于EO，EO大于Eb
C．在c到d的过程中，小球速度先增大后减小
D．在c到d的过程中，小球对杆的作用力方向始终水平向左
3．下列关于电场线的说法中正确的是（
）
A．电场线越密的地方，同一试探电荷受到的电场力就越大
B．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹
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．不存在两条平行的电场线
4．对电场的正确理解是（　　）
A．电场只是一个理想模型，实际上并不存在
B．电场中的电场线不是人为画出的，而是实际存在的
C．电场是由较小和较轻的原子组成，所以既看不见，也摸不到
D．电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用
5．如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点；a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是（　　）
A．A、B可能为等量异号点电荷
B．A、B可能为电荷量不相等的正电荷
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两点处所受的电场力大小相等，方向相反
6．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．关于电场线的说法，正确的是（　　）
A．静电场的电场线不可能是闭合的
B．电场线的方向，就是电荷受力的方向
C．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
D．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越小
8．如图所示，在矩形ABCD的AB边和CD边中点M和N各放一个电荷，它们带等量正、负电荷．E、F是AD边和BC边中点，P、Q两点在MN连线上，MP＝QN，则电场强度和电势都相同两点是(　　)
A．E和F
B．P和Q
C．A和D
D．C和B
9．下列分别为正点电荷、负点电荷、等量正电荷、等量异种电荷所画的电场线，正确的是（　　）
A．(1)(2)和(4)
B．只有(4)
C．只有(3)
D．(2)和(3)
10．等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（
）
A．a点的电势低于
b点的电势
B．a点的场强大于b点的场强，方向相同
C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
11．如图所示，M、N两点处分别固定有两个等量正点电荷，O点为MN连线中点，点a、点b为MN连线上到O点距离相等的两点，点c、点d为MN连线的中垂线上到O点距离相等的两点。下列说法中正确的是（　　）
A．c点和d点处的电场强度相同
B．b点比O点电势高
C．b、c两点间电势差Ubc等于d、a两点间电势差Uda
D．把一个不计重力的带负电的微粒从d点由静止释放，它将沿dc方向运动到无穷远处
12．如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和-2Q，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点，COD与MN垂直，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是(
)
A．A点场强与B点场强相等
B．C点场强与D点场强相等
C．O点电势等于零
D．C点和D点电势相等
13．如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑绝缘水平面上．P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON．现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图象中，可能正确的是
A．
B．
C．
D．
14．固定的等量异号电荷连线的中垂线为MN，P、Q是MN上两点如图所示，则（
）
A．Q点电场强度大于P点电场强度
B．P、Q两点场强方向相同
C．P点电势比Q点电势低
D．P、Q两点电势相等
15．电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异种电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；是电荷连线的中点，、是连线中垂线上相对对称的两点，、和、也相对对称。则（　　）
A．、两点场强相同
B．、两点场强不同
C．、、三点，点场强最弱
D．从向点运动的电子加速度逐渐减小
16．如图所示，虚线和分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量同种点电荷分别处于椭圆的两个焦点上，下列说法正确的是（　　）
A．两处场强相同
B．两处场强不同
C．在虚线上O点的场强最小
D．在虚线上O点的场强最大
17．磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的________反映磁场的强弱；磁场方向即磁感线过该点的_______方向，即也是小磁针静止时_______
(填N或者S)极所指的方向。
18．如图是某电场的电场线，A、B、C是该电场中的三点，其中电场最强的是_____（填“A”或“B”或“C”）点，电场最弱的是_____（填“A”或“B”或“C”）点。
19．如图竖直向上的匀强电场中，一个质量4×l0-4kg，电荷量2×l0-7C的带正电小球，由于受力平衡处于静止状态。（取10m/s2）问：
（1）小球所受电场力多大
（2）匀强电场场强多大
20．如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场。现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中。求：
(1)粒子在电场中运动的时间。
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα。
参考答案
1．D
【详解】
电场线的疏密反应场强的大小，因一条电场线不能比较疏密，则无法判断两点的场强大小。
故选D。
2．D
【详解】
A．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，知c、O、d三点的电势相等，根据顺着电场线方向电势降低，知a点的电势最高，可知一定大于，
而等于，故A错误；
B．在两电荷连线上，O点处电场线最疏，场强最小，在两电荷连线中垂线上O点场强最大，根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知a、b两点的场强最大，故B错误；
CD．负电的小球从c点沿着光滑绝缘杆移动到d点，因电场力总是水平向左，则电场力不做功，但由于重力做正功，则动能变大，则小球的速度也变大，故C错误；D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．电场线密的地方电场的强度大，根据可知，电场线越密的地方，同一试探电荷受到的电场力就越大，故A正确；
B．电场线实际并不存在，用来描述电场分布的物理量，不是点电荷在电场中的运动轨迹，故B错误；
CD．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，平行的等间距的电场线才表示匀强电场，故CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．电场是实际存在的物质，不是理想化模型，故A错误；
B．电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际不存在，故B错误；
C．电场是客观存在的物质，但它不同于分子、原子等实物粒子，故C错误；
D．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
AB．根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量同种电荷，故AB错误；
C．电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，其电场强度也不为零，故C错误；
D．同一试探电荷在a、b两点处场强大小相等方向相反，所受电场力大小相等，方向一定相反，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
以c球为研究对象，除受另外a、b两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示，c球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知
F静＝2kcos
F静＝Eqc
得
E＝
故选B。
7．A
【详解】
A．静电场的电场线不可能是闭合的，选项A正确；
B．电场线的方向，就是正电荷受力的方向，选项B错误；
C．正电荷如果沿电场线运动必须满足的条件：①电场线是直线；②合外力沿电场线方向；③初速度为零或者与电场线共线；所以正电荷只在电场力的作用下不一定沿电场线运动，故C错误。
D．电场线越密的地方场强越大，则同一电荷所受电场力越大，选项D错误。
故选A。
8．A
【详解】
等量异号电荷的电场线分布情况如图所示，图中电场线从正电荷出发，等势面为不规则封闭曲面。
A．在两个异种电荷的中垂线上是等势面，E、F两点关于连线对称，电场强度大小和方向都相同，电势相同，故A正确；
B．在两个异种电荷的连线上，电场线从正电荷指向负电荷，沿着电场线电势越来越低，故P、Q电势不等，故B错误；
C．由于A点离正电荷更近，D点离负电荷更近，则A点电势高于D点电势，故C错误；
D．由于B点离正电荷更近，C点离负电荷更近，则B点电势高于C点电势，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
电场线从正电荷出发，到负电荷终止，则(1)、(2)错误，两等量正电荷的电场线从正电荷出发，指向无穷远，则(3)错误，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，(4)是等量异种电荷的电场线，则只有(4)正确
故选B。
10．C
【分析】
沿电场线方向电势降低；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线的切线方向表示电场强度方向，负电荷在低电势处电势能大，在高电势处电势能小，据此分析．
【详解】
沿电场线方向电势降低，故a点电势高于b点电势，A错误；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，故a点的场强大于b点的场强，电场线的切线方向为场强方向，故ab两点的电场强度方向不同，B错误；负电荷在低电势处电势能大，所以从a点（高电势）移动到b点（低电势），电势能增大，电场力做负功，C正确D错误．
11．B
【详解】
A．根据等量同种电荷的电场分布可知，点和点的电场强度大小相等方向相反，A错误；
B．沿电场线方向电势降低可知，点电势比点电势高。B正确；
C．由对称性可知、两点的电势相等，、两点的电势相等，所以，，C错误；
D．在等量同种电荷连线的中垂线上，点的电场强度为零，电场强度方向由指向和由指向，带负电微粒从点由静止释放，则在电场力作用下向点加速运动，过点后做减速运动，到达点，速度为零，然后向点加速运动，由于对称性，带负电微粒将会在点上下两侧之间往复运动，
D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A、由于2Q＞Q，A点处电场线比B点处电场线疏，A点场强小于B点场强；故A错误．
B、由于电场线关于MN对称，C、D两点电场线疏密程度相同，则C点场强等于D点场强，但方向与两个电荷的连线不平行，故电场强度的方向不同，故电场强度大小相等，但方向不相同；故B错误．
C、根据等量异种电荷的对称性可知过O点的中垂线与电场线垂直，中垂线为等势线，O点的电势为零，现在是不等量的异种电荷，过O点中垂线不再是等势线，O点电势不为零，由可知左侧的平均场强小，电势降低的慢，则零电势点在O点右侧；C错误．
D、沿着电场线电势逐渐降低，结合电场分布的上下对称可知；D正确．
故选D．
【点睛】
本题考查判断电势、场强大小的能力，往往画出电场线，抓住电场线分布的特点进行判断．
13．AD
【详解】
在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷受力沿垂直平分线运动，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，由速度与时间的图象的斜率先变大后变小，由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性，如果PN足够远，则D正确，如果PN很近，则A正确，BC错误。
故选AD。
14．ABD
【详解】
AB.
根据等量异种电荷周围的电场分布，Q点处电场线比P点处电场线密，则Q点电场强度大于P点电场强度．根据电场强度的叠加可知，各点的场强方向相同，与两电荷的连线平行向右．故AB正确．
CD.
等量异种电荷连线中垂线是一条是等势线，所以P、Q两点电势相等，故C错误，D正确．
15．AC
【详解】
A．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点场强方向相同，由于E、F是连线中垂线上相对对称的两点，则其大小也相等，故A正确；
B．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同，故B错误；
C．由图看出，B、O、C三点比较，点电场线最疏，则O点场强最小，故C正确；
D．由图可知，从E向点运动过程中，电场强度逐渐增大，因此在此过程中，电场力增大，因此电子加速度增大，故D错误。
故选AC。
16．BC
【详解】
A．根据等量同种电荷的电场分布特点，可知两处的电场强度大小相等，方向相反，选项A错误；
B．两处的电场强度大小相等，方向相反，选项B正确；
CD．在虚线上O点的场强最小，在虚线上O点的场强也最小，故选项C正确；D错误；
故选BC。
17．疏密
切线
N
【分析】
明确磁感线的性质，知道磁感线的疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向。小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向。
【详解】
磁感线可以形象地描述磁场的分布，磁感线的疏密反映磁场的强弱。磁感线上切线方向表示该点磁场方向。小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向。
18．A
C
【详解】
[1]根据电场线的疏密反映电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大,则知A点的电场强度最大，电场最强，故选A；
[2]同理可知C点的电场强度最小，电场最弱，故选C。
【点评】
解决本题的关键要掌握电场线的物理意义，知道电场线的疏密表示场强的大小，电场线可形象表示电场的强弱。
19．（1）；（2）
【详解】
（1）根据二力平衡条件得
（2）根据电场强度定义可得
20．(1)；(2)
【详解】
(1)粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，粒子在电场中运动的时间为
(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为
。
所以
故粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为