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 同步练习（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
同步练习（解析版）
1．关于电场线，下列说法中正确的是
A．电场线可以相交
B．电场线是真实存在的
C．电场线的疏密表示电场的强弱
D．电场线没有方向
2．如图所示，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EA、EB表示A、B两处的场强，则(　　)
A．该电场线一定是正点电荷周围的一条电场线
B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB
C．电场线从A指向B，所以EA>EB
D．不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定
3．四种电场的电场线如图所示.一正电荷q仅在电场力作用下由P点向Q点作加速运动，且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的
(
)
A．
B．
C．
D．
4．如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示这两处的电场强度的大小，则
A．a、b两点的电场强度方向相反
B．因为电场线由a指向b，所以Ea>Eb
C．因为电场线是直线，所以Ea=Eb
D．因不清楚a、b两点附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系
5．在下列图示的电场中，P、Q两点电场强度完全相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．a、b两个点电荷在电场中受到的电场力Fa、Fb的方向如图所示，由图可以判断（
）
A．a、b都带正电
B．a、b都带负电
C．a带负电，b带正电
D．a带正电，b带负电
7．以下关于电场和电场线的说法中正确的是(
)
A．电场线是客观存在的，既可以相交，也可以相切
B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域场强为零
C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大
D．电场线用以表示电场的强弱和方向，是客观存在的
8．关于电场，下列说法中正确的是（　　）
A．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的电场强度都相同
B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C．电场中某点放入试探电荷q，取走q后，该点场强不变
D．电荷在某点所受静电力较大，该点的电场强度一定较大
9．下列各图中所画的电场线正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．a、b；c、d；e、f；g、h为以下电场中的四组点，其中a、b两点距正点电荷的距离相等；c、d两点在两点电荷连线的中垂线上，并关于两点电荷的连线对称；
e、f两点在两点电荷的连线上，并关于连线中点对称；g、h两点在两点电荷连线的中垂线上，并关于两点电荷的连线对称．这四组点中，电场强度和电势均相等的是
A．a、b
B．c、d
C．e、f
D．g、h
11．A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图象如图所示。则这一电场可能是下图中（　　）
A．
B．
C．D．
12．如图所示，在正点电荷形成的电场中，一条电场线上的a、b、c三点，其电场强度大小分别用
、、表示，则（　　）
A．
B．
C．
D．
13．图示为某正电荷Q产生的某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点。将电荷量为q＝5×10－8
C的正点电荷
(试探电荷)置于a点，所受电场力为2×10－3N，则下列判断正确的是（　　）
A．a点的电场强度大小为4×104
N/C，方向向右
B．将电荷量为q的负点电荷放于a点，a点电场强度大小为4×104
N/C，方向向左
C．将点电荷q从a点移走，则该点的电场强度为零
D．b点处的电场强度小于4×104
N/C
14．如图所示，实线是电场线，虚线是一带电粒子在电场中的运动轨迹，假设带电粒子只受电场力作用，判断下列说法正确的是（
）
A．粒子带负电
B．带电粒子受到的电场力向下
C．带电粒子的速度不变
D．带电粒子的加速度不变
15．如图所示，在等量正电荷连线中垂线上有A、B、C、D四点，B、D两点关于O点对称，则下列关于A、B、C、D四点电场强度大小的说法中正确的是（　　）
A．EA＞EB，EB=ED
B．EA＜EB，EA＜EC
C．可能有EA＜EB＜EC，EB=ED
D．可能有EA=EC＜EB，EB=ED
16．如图所示为点电荷Q的电场中的三条电场线，下列说法正确的是（
）
A．若Q为负电荷，EA＜EB
B．若Q为负电荷，EA＞EB
C．若Q为正电荷，EA＜EB
D．若Q为正电荷，EA＞EB
17．带电荷量都为Q的两个绝缘金属小球，放在真空中，两小球距离为l．
（1）若两球都带负电，则在l中点处电场强度为________．
（2）若两球带的是异种电荷，则在l中点处电场强度的大小为________，方向指向带________电荷的小球．
18．某电场的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子仅在电场力作用下沿虚线运动，先后经过A、B两点。则该粒子在A、B两点的加速度大小为aA_____aB，（选填“>”或“<”）该粒子带_____电（填写“正或负”）
19．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。
20．在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止于B点时，细线与竖直方向的夹角为θ(如图所示)．现给小球一个垂直于细线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：
（1）小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值为多大？
（2）小球在B点的初速度为多大？
参考答案
1．C
【详解】
A．电场线的切线方向就是电场的方向，如果两条电场线相交，则有两个切线方向，而事实上电场中的每一点的电场只有一个方向，故任意两条电场线不相交，A错误；
B．电场线是人们为了形象地描述电场而引入的假想曲线，它不是真实存在的，B错误；
C．电场线的疏密表示电场的强弱，C正确；
D．电场线的方向是正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，D错误；
故选C。
2．D
【解析】
A项：由于只有一条电场线，所以无法确定是否为点电荷的电场线，故A错误；
B、C项：A、B在一条电场线上，无法判断电场线的疏密，也就无法判断A、B两点电场强度的大小，故B、C错误；
D项：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，由于A、B附近电场线的分布情况未知，则EA、EB的大小不能确定，故D正确，
点晴：由于A、B两点所在的电场线是直线，A、B两点电场强度方向相同．电场线的大小由电场线的疏密表示，一条电场线无法判断疏密，就无法确定A、B两处场强的大小．
3．C
【详解】
因粒子由P到Q是加速运动，而粒子带正电，故说明电场线是由M到N的；因粒子在运动中加速度越大越大，说明受电场力越大越大，则电场强度越大越大，电场线越来越密；故C正确，ABD错误；故选C．
4．D
【详解】
电场线的疏密程度反映了电场强度的大小，由于只有一根电场线，题目中也没有明确指出这根电场线是什么电场中的电场线，故无法判断a、b两点的场强大小；电场线的切线方向表示场强的方向，故a、b两点的场强方向相同．故选D．
【点睛】
掌握电场线的特点：电场线的疏密表示电场的强弱，沿电场线方向电势降低，还要会判断电场线做功与电势能、动能的变化关系．
5．C
【详解】
A．该图中P、Q两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．该图中P、Q两点的场强大小不相同，但是方向相同，选项B错误；
C．该图中P、Q两点的场强大小相同，方向也相同，选项C正确；
D．该图中P、Q两点的场强大小不相同，方向也不同，选项D错误；
故选C。
6．D
【详解】
正电荷所受的电场力与场强的方向相同，负电荷所受的电场力与场强方向相反，而场强方向沿电场线的切线方向，可知a带正电，b带负电。
故选D。
7．C
【详解】
AD.
电场是客观存在的，电场线是人们为了形象的描述电场而引入的假想曲线，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在，电场线不相交、不相切，故AD项与题意不相符；
B.
电场线只是大体形象描述电场，不画的区域场强不一定为零，故B项与题意不相符；
C.
电场线越密集，电场越强，据F=Eq可知同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大，故C项与题意相符.
8．C
【详解】
A．以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向处处不同，故A错误；
B．电场线的疏密表示场强大小，与场源电荷的正负无关，故B错误；
C．电场强度是电场本身的性质，与放不放电荷，放什么电荷均无关系，故C正确；
D．由可知，电场力与场强大小与试探电荷的大小都有关系，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
AB．电场线由正电荷发出到负电荷终止，因此正的点电荷的电场线向外，负的点电荷的电场线向内，AB错误；
C．两个等量正点电荷的电场是由两个点电荷的电场叠加形成的，电场线都向外，连线中点处场强为零，没有电场线，C错误；
D．两个等量异种点电荷的电场是由两个点电荷的电场叠加形成的，由正电荷指向负电荷，却具有对称性，D正确；
故选D。
10．B
【解析】
A、a、b两点处于同一等势线上，电势相等，电场强度大小相等，但方向不同，则场强不同，故A错误．B、两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b两点的电势相等，根据对称性和电场线的分布可知，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，即电场强度相同，故B正确．C、两等量异种电荷的连线上的e、f两点场强大小相等，方向相反，电势因沿着电场线电势逐渐降低，则，故C错误．D、等量同种电荷的中垂线上对称两点的场强大小相等，方向相反，电势相等，故D错误．故选B．
【点睛】掌握电场线和等势面的分布情况是解答本题的关键．要注意电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同．
11．D
【详解】
由速度—时间图象可知，该微粒的速度越来越小，加速度越来越大，又因为该微粒带正电，则该微粒在电场中应是沿电场线的反方向运动，且电场线应越来越密集。
故选D。
12．D
【详解】
根据点电荷的场强公式有
则离点电荷越远其场强越小，再根据正点电荷的场强方向是由正点电荷指向外面是发散型的，所以正点电荷在左边，则，所以D正确；ABC错误；
故选D。
13．AD
【详解】
A．根据电场强度的定义式，可得a点的电场强度为
电场强度的方向沿着电场线的切线方向，向右，所以A正确；
BC．电场强度的方向是由源电场决定的，不会因为放入的电荷的不同而改变，所以电场强度的方向不会改变，还是向右，所以B、C均错误；
D．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，由电场线的分布可知，a点的电场强度比b点的电场强度大，所以b点处的电场强度小于，所以D正确。
故选AD。
【点睛】
电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，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。
14．BD
【分析】
由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向，以及电性，由功的计算可得出电场力做功的正负，由动能定理可得出粒子动能的变化；由牛顿第二定律判断加速度的变化；
【详解】
A、由图可知，粒子向下偏转，则说明粒子所受的电场力方向竖直向下，则粒子带正电，故A错误，B正确；
C、由图可知，粒子向下偏转，电场力做正功，说明粒子速度增大，故C错误；
D、由于匀强电场的场强不变，则粒子受到电场力不变，根据牛顿第二定律可知其加速度不变，故选项D正确．
【点睛】
本题是电场中轨迹问题，关键要能根据轨迹弯曲方向判断出电场力的方向，掌握电场力做正功，电势能减小，判断动能的变化，以及由牛顿第二定律判断加速度的变化．
15．CD
【详解】
据等量同种电荷的电场特点，中垂线上各点的场强关于电荷连线对称，中点场强最小为零，向两侧场强先逐渐增大到最大再逐渐减小，由于B、D两点关于O点对称，所以B、D两点的场强大小相同，由于场强最大位置不确定，所以C点、B点、A点的场强大小关系可能有EA＜EB＜EC，也可能有EA=EC＜EB，故CD正确，AB错误。
故选CD。
16．BD
【详解】
由于不知道电场线的方向，所以不能判断该电场是正电荷还是负电荷产生的，但是无论是正电荷还是负电荷，都是A点的电场线密，B点的电场线疏，则EA＞EB.
A．若Q为负电荷，EA＜EB，与结论不相符，选项A错误；
B．若Q为负电荷，EA＞EB，与结论相符，选项B正确；
C．若Q为正电荷，EA＜EB，与结论不相符，选项C错误；
D．若Q为正电荷，EA＞EB，与结论相符，选项D正确；
17．0
负
【详解】
（1）[1]等量同种电荷连线中点处的场强大小相等、方向相反，所以合场强为0；
[2]等量异种电荷连线中点处的场强大小相等，方向相同，所以合场强：
[3]根据电场强度的矢量性，方向指向带负电的小球。
18．＞
负
【详解】
[1]电场线越密，电场强度越大，电场力越大，加速度越大，
[2]轨迹向左弯曲，电场力向左，粒子带负电。
19．(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
20．（1）在A点速度最小(见解析图)
（2）
【详解】
(1)对小球在B点受力分析如图所示：
设小球静止的位置B为等效重力势能零点，由于动能与等效重力势能的总和不变，则小球位于和B点对应的同一直径上的A点时等效重力势能最大，动能最小，速度也最小．设小球在A点时的速度为vA，此时细线的拉力为零，等效重力提供向心力，则
得小球的最小速度：
(2)设小球在B点的初速度为vB，由能量守恒得：
将vA的值代入上式得：