2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第4节　点电荷的电场　匀强电场

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第4节　点电荷的电场　匀强电场
基础过关练
题组一　对点电荷电场的理解
　　　　　 　　　　　　　　　　
1.对于由点电荷产生的电场,下列说法中正确的是 (　　)
A.电场强度的定义式仍成立,即E=,式中的q就是产生电场的点电荷
B.在真空中电场强度的表达式为E=,式中的Q就是产生电场的点电荷
C.在真空中电场强度的表达式为E=,式中的Q是试探电荷
D.以上说法都不对
2.(2022湖南邵阳新邵期末)真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处,放一个带电荷量为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. B.
C.k D.k
题组二　场强叠加原理的应用
3.真空中两个等量异种点电荷的电荷量大小均为q,相距为r,两点电荷连线中点处的场强为 (　　)
A.0 B.2k
C.4k D.8k
4.(2022山东青岛超银高级中学开学考试)如图所示,直角三角形ABC中∠B=30°,点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是 (　　)
A.A带正电,QA∶QB=1∶8
B.A带负电,QA∶QB=1∶8
C.A带正电,QA∶QB=1∶4
D.A带负电,QA∶QB=1∶4
题组三　匀强电场的理解及应用
5.如图所示,各电场中A、B两点场强相同的是 (　　)
6.(2022四川广安武胜烈面中学月考)如图,一带电小球被丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把丝线烧断,则小球在电场中将做 (　　)
A.自由落体运动
B.曲线运动
C.沿着丝线的延长线做匀加速直线运动
D.变加速直线运动
能力提升练
　　　　　 　　　　　　　　　　
题组一　场强叠加原理的应用
1.(2021陕西西安中学期中)如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距,a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为+Q的点电荷,测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为+2Q的点电荷放在d点,则 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A.b点电场强度大小为E,方向水平向右
B.b点电场强度大小为E,方向水平向左
C.c点电场强度大小为E,方向水平向右
D.c点电场强度大小为E,方向水平向左
2.(2021河北辛集第一中学月考)如图所示,在边长为L的正方形的每个顶点都放置一个点电荷。a、b、c三点处点电荷的电荷量均为+q,d点处点电荷的电荷量为-2q,则正方形中心O点的电场强度的大小和方向为 (　　)
A.,由O指向b B.,由O指向d
C.,由O指向c D.,由O指向d
3.(2021黑龙江哈尔滨第六中学月考)如图所示,一个绝缘圆环,当它的部分均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E。
现使半圆环ABC均匀带电且电荷量为+2q,另一半圆环ADC均匀带电且电荷量为-2q,则圆心O处的电场强度的大小和方向为　 (　　)
A.2E,方向由O指向D
B.4E,方向由O指向D
C.2E,方向由O指向B
D.0
题组二　匀强电场的理解及应用
4.将两个质量均为m的小球a、b用绝缘轻质细线相连,竖直悬挂于O点,其中球a带正电,电荷量为q,球b不带电。现加一电场强度方向平行于竖直平面的匀强电场(没画出),使整个装置处于平衡状态,且绷紧的绝缘轻质细线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°,如图所示,则所加匀强电场的电场强度大小可能为 (　　)
A. B. C. D.
5.(2023安徽阶段练习)如图所示,绝缘的斜劈M静止在粗糙水平的地面上,带正电的滑块m在平行斜面向下的匀强电场中恰沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是 (　　)
A.地面对斜劈有摩擦力作用且方向水平向左
B.地面和斜劈之间没有摩擦力作用
C.若场强E逐渐增大,地面对斜劈的摩擦力也增大
D.地面对斜劈的支持力等于斜劈和滑块的重力之和
第4节　点电荷的电场　匀强电场
基础过关练
1.B 2.BD 3.D 4.B 5.C 6.C
1.B　E=是电场强度的定义式,适用于任何电场,式中q为试探电荷而非场源电荷,故A错。而E=k为点电荷Q产生电场强度的决定式,式中Q为场源电荷,故B对,C、D错误。
2.BD　由电场强度的定义式可知A点场强为E=,又由库仑定律知F=k,代入后得E=k,B、D对,A、C错。
3.D　两点电荷在它们连线中点处的场强等大同向,E=2k=8k,故选D。
4.B　若A、B都为正电荷,或都为负电荷,或A为正电荷,B为负电荷,C点处合场强的方向不可能与AB平行,所以A为负电荷、B为正电荷,场强方向如图所示
根据平行四边形定则,可知A、B在C点的场强之比为
=sin 30°=,点电荷的场强公式为E=k,C点与A、B两点间的距离之比为=,联立可得=,故B正确,A、C、D错误。
5.C　A图中A、B两点的场强大小相等,方向不同;B图中A、B两点的场强方向相同,但大小不相等;C图中是匀强电场,则A、B两点的场强大小相等、方向相同;D图中A、B两点的场强大小、方向均不相同。故选C。
6.C　烧断丝线前,小球受三个力而平衡,重力和电场力的合力与丝线的拉力等大反向,烧断丝线后,拉力消失,另外两个力不变,合力与拉力方向相反,则小球将沿着丝线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动。故C正确。
能力提升练
1.D 2.B 3.A 4.B 5.A
1.D　设ab=bc=cd=L,在a点固定一带电荷量为+Q的点电荷,测得b点电场强度大小为E,则E=k,方向水平向右,将另一带电荷量为+2Q的点电荷放在d点时,带电荷量为+2Q的点电荷在b点产生的电场强度大小E1=k=E,方向水平向左,则b点电场强度大小Eb=E-E=E,方向水平向右,故A、B错误;带电荷量为+2Q的点电荷在c点产生的电场强度大小E2=k=2E,方向水平向左,带电荷量为+Q的点电荷在c点产生的电场强度大小E3==E,方向水平向右,则c点电场强度大小Ec=2E-E=E,方向水平向左,故C项错误,D项正确。
2.B　a、c两点处的点电荷关于O点对称分布,且带电荷量相同,故在O点产生的电场强度相互抵消。b点处的点电荷在O点产生的电场强度大小为E1=k=,方向由b指向O;d点处的点电荷在O点产生的电场强度大小为E2=k=,方向由O指向d,则O点的电场强度大小为E=E1+E2= ,方向由O指向d,故A、C、D错误,B正确。
3.A　当圆环的部分均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,当半圆环ABC均匀带电且电荷量为+2q时,由矢量合成图可得,圆心处的电场强度大小为E,方向由O指向D。同理,当另一半圆环ADC均匀带电且电荷量为-2q时,圆心处的电场强度大小为E,方向由O指向D。根据矢量的合成法则,圆心O处的电场强度的大小为2E,方向由O指向D,选项A正确,B、C、D错误。
4.B　取小球a、b整体为研究对象,则受重力2mg、细线拉力FT和电场力F作用处于平衡状态,此三力满足如图所示的矢量三角形关系,由图知F的最小值为2mg sin 30°=mg,由F=qE知电场强度的最小值为,故A、C、D项错,B项对。
5.A　滑块带正电,所受电场力沿斜面向下,对滑块根据平衡条件可知其一定受到沿斜面向上的滑动摩擦力,则滑块对斜劈一定有沿斜面向下的滑动摩擦力,该力有水平向右的分量,再对斜劈在水平方向上根据平衡条件可知,地面对斜劈有摩擦力作用且方向水平向左,故A正确,B错误;若场强E逐渐增大,滑块对斜劈的滑动摩擦力大小不变,所以地面对斜劈的摩擦力不变,故C错误;对斜劈和滑块整体分析,整体受到沿斜面向下的电场力,该力有竖直向下的分量,整体处于平衡状态,在竖直方向上根据平衡条件可知,地面对斜劈的支持力大小等于斜劈和滑块的重力之和再加上电场力沿竖直方向的分力大小,故D错误。故选A。
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