2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第3节　电场与电场强度

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第3节　电场与电场强度
基础过关练
题组一　对电场及电场强度的理解
1.下列关于电场的说法正确的是 (　　)
A.电场不是客观存在的物质,是为了研究静电力而假想出来的
B.两电荷之间的相互作用与距离无关
C.电场是客观存在的物质,但不是由分子、原子等实物粒子组成的
D.电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用
2.由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点 (　　)
A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比
B.无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化,始终不变
C.电场中某点的场强为零,放入该点的电荷受到的静电力不一定为零
D.试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的电场强度方向
3.(2023黑龙江伊春马永顺中学月考)在电场中某点放一电荷量为-2.4×10-7 C的负电荷,该电荷受到的电场力为4.8×10-5 N,方向水平向东,则该点的电场强度大小和方向分别为 (　　)
A.2×102 N/C　水平向东
B.2×10-2 N/C　水平向东
C.2×102 N/C　水平向西
D.2×10-2 N/C　水平向西
4.一检验电荷q=+4×10-9 C,在电场中P点受到的电场力F=6×10-7 N。求:
(1)P点的场强大小;
(2)将检验电荷移走后,P点的场强大小;
(3)放一电荷量为q'=1.2×10-6 C的电荷在P点,受到的电场力F'的大小
题组二　对电场线的理解及应用
5.(2022广东江门二中月考)关于电场强度与电场线的说法,正确的是 (　　)
A.电场线越密的地方,电场强度越小
B.电场线越密的地方,电场强度越大
C.沿电场线的方向,电场强度逐渐减小
D.沿电场线的方向,电场强度逐渐增大
6.关于电场线的特征,下列说法中正确的是 (　　)
A.如果某空间中的电场线是曲线,那么在同一条电场线上各处的场强不相同
B.如果某空间中的电场线是直线,那么在同一条电场线上各处的电场强度相同
C.如果空间中只存在一个孤立的点电荷,那么这个空间中的任意两条电场线都不相交;如果空间中存在两个以上的点电荷,那么这个空间中有许多电场线相交
D.电场中任意两条电场线都不相交
7.(2022四川乐山期末)使头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场线的分布情况,如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场的照片,乙图为简化后的电场线分布情况,则 (　　)
A.由图甲可知,电场线是真实存在的
B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中由A点静止释放的正点电荷能沿电场线运动到B点
8.如图所示是几种典型的电场线分布示意图,其中正确的是 (　　)
9.如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,则 (　　)
A.EA=EB,A、B两点电场方向相同
B.EAC.EA>EB,A、B两点电场方向不同
D.EA10.(2023陕西咸阳武功期中)如图所示为真空中两点电荷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为其连线中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是 (　　)
A.A、B可能带等量异种电荷
B.A、B可能带不等量的正电荷
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
题组三　电场线与带电粒子的运动轨迹
11.(2023广东珠海斗门一中月考)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初速度从A点沿电场线运动到B点,其v-t图像如图所示。则该电场可能是 (　　)
12.某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.c点的电场强度大于b点的电场强度
B.若将一正电荷由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点
C.b点的电场强度大于d点的电场强度
D.a点和b点的电场强度的方向相同
能力提升练
题组一　对电场及电场强度的理解
1.(2021福建福州延安中学期末)如图所示,质量为m、带电荷量为q的小球B用绝缘细线悬挂,处于固定的带电体A产生的电场中,A可视为点电荷,B为试探电荷。当B静止时,A、B等高,细线与竖直方向的夹角为θ,已知重力加速度为g,则A在B处所产生的场强大小为 (　　)
　　　　　 　　　　　　　　　　
A. B.
C. D.
题组二　对电场线的理解及应用
2.(2021福建南安侨光中学月考)如图所示,M、N为两个等量正点电荷,
在其连线的中垂线上的P点由静止释放一不计重力的负点电荷q,下列说法中正确的是 (　　)
A.q在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大
B.q在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C.q运动到O点时加速度为零,速度达到最大值
D.q越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零
3.(2023辽宁辽河油田二中开学考试)如图所示,一电子在电场力和外力F作用下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,则电子所受外力F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
题组三　电场线与带电粒子的运动轨迹
4.(2022江苏苏州实验中学期中)图中实线为真空中某一点电荷形成的电场线,一电子的运动轨迹如图中虚线所示,其中a、b是轨迹上的两点。若电子在两点间运动的速度不断增大,则下列判断中正确的是 (　　)
A.形成电场的点电荷电性为正
B.电子可能是从a点运动到b点
C.电子在两点间运动的加速度一定减小
D.调整电子初速度的大小和方向,电子可能做匀速圆周运动
5.(2023山西英才学校阶段练习)某静电场的电场线如图中实线所示,虚线是某个带电粒子在仅受电场力作用下的运动轨迹,下列说法正确的是 (　　)
A.粒子一定带负电荷
B.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
C.粒子在M点的动能大于它在N点的动能
D.粒子一定从M点运动到N点
第3节　电场与电场强度
基础过关练
1.CD 2.B 3.C 5.B 6.AD 7.C
8.C 9.D 10.D 11.D 12.C
1.CD　电场是客观存在的物质,A错误,C正确;电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用,电荷间的相互作用与距离有关,B错误,D正确。
2.B　电场中某点电场强度,与形成电场的场源电荷和空间位置有关,与试探电荷无关,其方向是正电荷在该点的受力方向,故B正确,A、D错误;由F=Eq可知,F和E、q成正比,C错误。
3.C　该点的电场强度大小E==2×102 N/C,方向与负电荷受力方向相反,即水平向西。故选C。
4.答案　(1)1.5×102 N/C　(2)1.5×102 N/C　(3)1.8×10-4 N
解析　(1)E===1.5×102 N/C。
(2)场强是描述电场性质的物理量,跟检验电荷无关,所以P点场强仍是1.5×102 N/C。
(3)F'=q'E=1.2×10-6×1.5×102 N=1.8×10-4 N。
5.B　电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密,场强越大,电场线越疏,场强越小。故选B。
6.AD　根据电场线的特点可判断A、D正确。
7.C　电场线是假想的曲线,不是真实存在的,选项A错误;图甲中,没有头发屑的地方同样有电场,选项B错误;图乙中A点处的电场线较B点处密集,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,选项C正确;因A、B之间的电场线为曲线,则在图乙电场中A点由静止释放的正点电荷不可能沿电场线运动到B点,选项D错误。
8.C　电场线从正电荷或无穷远处出发,到负电荷或无穷远终止,故只有C正确。
9.D　电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图可知,EA10.D　根据题图中的电场线分布可知,A、B带等量的正电荷,选项A、B错误;a、b两点处虽然没有画电场线,但其电场强度一定不为零,选项C错误;由题图可知,a、b两点处电场强度大小相等,方向相反,同一试探电荷在a、b两点处所受电场力一定大小相等,方向相反,选项D正确。
11.D　由v-t图像可知,微粒的速度在逐渐增大,且图线的斜率也在逐渐增大,故此带负电的微粒做加速度越来越大的加速直线运动,所受电场力越来越大,受力方向与运动方向相同,故A、B、C错误,D正确。
12.C　电场线的疏密可以表示电场强度的大小,由题图可知EcEd,故选项C正确,选项A错误;由于电场线是曲线,由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动,故选项B错误;电场线上某点的切线方向为该点电场强度的方向,a点和b点处的电场强度不在同一方向上,故选项D错误。
能力提升练
1.A 2.C 3.B 4.C 5.B
1.A　根据场强的定义式有E=,对B受力分析,由平衡条件可得B受的电场力F=mg tan θ,方向水平向右,联立解得E=,所以A正确,B、C、D错误,故选A。
2.C　由等量正点电荷周围的电场线分布可知,O点场强为零,从O点沿着中垂线向无穷远处,场强先增大后减小,所以q从P到O的过程中,所受合力可能先增大后减小,也有可能一直减小,故加速度可能先增大后减小,也有可能一直减小,但速度一直增大,q在O点所受电场力的合力为零,则加速度为零,速度达到最大值,故C正确,A、B错误;同理,q越过O点后,加速度可能先增大后减小,也有可能一直增大,但速度会越来越小直到为零,D错误。
3.B　等量异种点电荷的电场线分布如图(a)所示,由图中电场线的分布可以看出,从A到O,电场线由疏到密,从O到B,电场线由密到疏,所以从A→O→B,电场强度先变大再变小,而电场强度方向始终水平向右,如图(b)所示。由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故外力F应与电子所受电场力大小相等,方向相反,电子受到的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A→O→B过程中,电场力先变大再变小,故外力F的方向应水平向右,其大小应先变大后变小,选项B正确。
4.C　电子受力方向指向轨迹凹侧,可知形成电场的点电荷电性为负,A错误;由于电子在两点间运动的速度不断增大,因此一定是从b点向a点运动,B错误;从b到a,电场强度逐渐减小,根据牛顿第二定律,可知电子加速度逐渐减小,C正确;由于场源电荷与电子相互排斥,因此电子不可能做匀速圆周运动,D错误。
5.B　根据运动轨迹可知,粒子所受的电场力指向右上方,则粒子一定带正电荷,选项A错误;因为M点处电场线较N点处稀疏,则M点场强较小,粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,选项B正确;从M点到N点,电场力做正功,动能增大,则粒子在M点的动能小于它在N点的动能,选项C错误;由运动轨迹不能确定粒子一定是从M点运动到N点,选项D错误。
方法技巧　(1)确定电场方向:根据电场强度的方向为电场线的切线方向来确定;
(2)确定带电粒子的受力方向:正电荷所受电场力方向与电场方向相同,负电荷所受电场力方向与电场方向相反;
(3)确定带电粒子的运动轨迹:带电粒子的运动轨迹向受力方向弯曲。
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