粤教版必修第三册第1章第三节电场电场强度（word版含答案）

2019粤教版必修第三册 第1章 第三节 电场电场强度
一、解答题
1．将电荷量q=+1.0×10﹣8C的点电荷放在电场中的A点，点电荷在A点所受电场力F=2.0×10﹣4N，方向水平向右，如图所示．求：
（1）A点的电场强度E的大小．
（2）请在图中画出该点电荷所受电场力F的方向．
2．如图所示，光滑地面上放一长L=2m，质量M=3kg的薄木板，木板的左端叠放一质量m=1kg的物块（可视为质点）物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。对木板施加水平方向的力F，假设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。求：
（1）当F=12N时，物块和薄木板保持相对静止，物块加速度a大小；
（2）若使木板做匀加速直线运动，并使物块不滑离木板，力F应满足的条件；
（3）若将木板从物块下抽出所用时间为2s，力F大小。
3．如图所示，带箭头的直线是某电场中的一条电场线，电场线上a、b两点的场强分别用、表示，试根据下面的情况确定与的大小关系。
（1）如果这条电场线在匀强电场中；
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中；
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中。
4．为了形象地描述电场，法拉第引入了电场线的概念。电场线是真实存在的吗？
5．如图所示，一质量为7kg的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为0.2。用一与水平方向成37°的力F斜向上拉物体。(cos37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2)
(1)当F=10N时物体没有动，求物体与水平面间的摩擦力大小；
(2)若F=20N，求物体运动的加速度。
6．电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么简洁方法来描述电场？
7．如图所示，在一倾角为30°的光滑固定绝缘斜面上方，有平行于斜面向上的匀强电场，虚线MN为电场的上边界，电场强度大小，MN上方有一长为L=0.6m的轻质绝缘杆，杆的上、下两端分别固定小球A、B（可看成质点），质量均为m=0.01kg，A不带电，B带电荷量，B到MN的距离d=0.4m。现将A、B两小球由静止释放（g取10m/s2），求：
(1)小球B在匀强电场中而A还未进入电场时，两小球的加速度大小；
(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。
8．在如图20所示的电场中，电荷量q=+1.0×10-8 C的点电荷在A点所受电场力F=2.0×10-4 N．
（1）求A点的电场强度大小E；
（2）请比较电场中A点和B点的电场强度大小．
9．如图所示，某一电场的电场线，其中A点的电势为12V，B点的电势为2V，现把一个q=1×10-6C的正电荷从A点无初速释放，到达B点，则：
（1）判断AB两点哪点场强大；
（2）判断AB两点哪点的电势高；
（3）AB两点间的电势差UAB；
（4）正电荷从A到B的过程中电场力做的功．
10．在实验室，可以用实验模拟电场线；头发屑在蓖麻油中排列显示了电场线的形状，这能否说明电场线是实际存在的线？
11．如图，ABC为一竖直面内的光滑轨道，AB段和BC段均为直线，且在B处平滑连接，AB段与水平面的夹角为37°。D、E是轨道上的两点，D点的高度h1 = 0.6 m，E点的高度h2 = 0.2 m。质量m = 1.6 kg的小物体，受水平向左的恒力F的作用，从D点由静止开始，沿AB向下做匀加速直线运动。当物体运动到B点时撤去F，物体继续沿BC段斜向上运动，至E点时速度为零。求：（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，g取10 m/s2）
（1）物体经过B点时的速率；
（2）物体所受恒力F的大小；
（3）在保持其他条件不变的前提下，F的大小变为4.8 N：
①若物体在BC上运动的最大高度与D点的高度相同，求F的方向；
②若F取不同方向，则物体在BC上能达到不同的最大高度，求最大高度的取值范围。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．（1）
（2）受力方向如右图所示．
【解析】
【详解】
（1）A点电场强度的大小为：．
（2）根据正电荷受力方向和电场方向一致可得：点电荷在A点所受电场力的方向如右图所示：
2．（1）3m/s2；（2）；（3）23N
【解析】
【详解】
（1）整体分析
得
（2）临界法，对小物块
对薄木板
得
取
（3）对木板有
对物块有
由运动学公式
得
3．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）在匀强电场中，电场线分布均匀，场强处处相等，如果这条电场线在匀强电场中，则。
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中，则a点靠近场源电荷，。
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中，则b点靠近场源电荷。
4．不是真实存在的
【解析】
【分析】
【详解】
电场线是为形象描述电场而人为假想出来的，不是真实存在的。
5．(1)8N；(2)0.63m/s2
【解析】
【详解】
(1)设物体与水平面间的摩擦力大小为Ff，则
(2)
解得
a=0.63m/s2
6．画电场线
【解析】
【分析】
【详解】
法拉第采用了画电场线的方法描述电场．
7．(1)A、B两球加速度均为；(2)
【解析】
【详解】
(1)以两小球为研究对象，沿斜面方向根据牛顿第二定律有
解得
两球加速度相同，均为。
(2)从静止释放到B球刚要进入电场，系统加速度为
匀加速直线运动
解得
进入电场时系统的速度为
从B刚进入匀强电场到A刚要进入匀强电场过程中
解得
（另一解舍去）
则总时间为
8．（1）2.0×104N/C（2）
【解析】
【详解】
（1）A点电场强度的大小为：；
（2）因电场线越密集则场强越大，则.
点睛：本题考查了电场强度的计算以及电场线的基础知识，要知道电场线的疏密程度反映电场强度的大小．
9．（1）B点；（2）A点；（3）10V （4）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）B点所在位置的电场线密集，故B点的场强大；
（2）沿电场线电势降低，故A点电势高；
（3）AB两点间的电势差UAB=UA-UB=10V
（4）正电荷从A到B的过程中电场力做的功
考点：电场线；电势差；电场强度
【名师点睛】此题考查了电场线、电场强度及电势差等知识；要知道电场线的疏密反应场强大小；顺着电场线电势降低；记住求解电场力功的公式W=Uq．
10．不能
【解析】
【分析】
【详解】
电场线实际不存在，但可以用实验模拟．
11．（1）2m/s；（2）8N；（3）①垂直于AB向下或向上两个方向；②0.3m ≤ h ≤ 0.9m。
【解析】
【详解】
（1）物体从B点到E点过程中，由动能定理得
解得
（2）DB长度
沿AB下滑的加速度大小
由牛顿第二定律得
解得
（3）①因为物体在BC轨道上到达的最大高度与D点等高，可以断定：除重力做功之外，其他力不做功，即F不做功，F一定垂直于物体运动方向。由于
F可以取垂直于AB向下或向上两个方向。
②(a)当F沿斜面向上时，物体的加速度最小，到达B点时的速度vB1最小，在BC轨道上能到达的最大高度值最小。设此种情况下的加速度为a1，由牛顿第二定律得
又
解得
，
设物体在BC轨道上能到达的最大高度为hmax1，由动能定理得
解得
(b)当F沿斜面向下时，物体的加速度最大，到达B点时的速度vB2最大，在BC轨道上能到达的最大高度值最大。设此种情况下的加速度为a2，由牛顿第二定律得
又
解得
，
设物体在BC轨道上能到达的最大高度为hmax2，由动能定理得
解得
因此，物体在BC上能到达的最大高度范围是0.3m ≤ h ≤ 0.9m。
答案第1页，共2页
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