同步课时精练（四）1.4点电荷的电场匀强电场（后附解析）

同步课时精练（四）1.4 点电荷的电场 匀强电场（后附解析）
一、单选题
1．关于物理学史，下列说法错误的是（　　）
A．正电荷和负电荷最早是由英国科学家爱迪生命名的
B．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场
D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律
2．以下关于物理学史的叙述，正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
B．法拉第最早引入了场的概念，并提出用电场线描述电场
C．库仑用扭秤实验发现了库仑定律，并测了了静电力常量
D．伽利略通过理想斜面实验直接证明了自由落体运动是一种匀变速直线运动
3．关于物理学史和物理学家的贡献，下列说法不正确的是（　　）
A．密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值
B．富兰克林分别给出了正电荷和负电荷的规定
C．库仑利用扭秤装置找到了真空中的两个静止电荷相互作用力的规律
D．法拉第发现在电荷周围真实存在着我们看不见、摸不着的电场线
4．关于电场线，下列说法正确的是 （ ）
A．电场线是客观存在的
B．电场中任何两条电场线都有可能相交
C．沿电场线的方向电势越来越低
D．静电场中的电场线是一个闭合曲线
5．关于电场和电场线，下列说法正确的是（　　）
A．电场和电场线都是客观存在的
B．没有画电场线的地方不存在电场
C．电场线的方向即带电粒子的运动方向
D．电场线越密，电场强度越大
6．如图所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为＋q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异种点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是(　　)
A．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
B．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
C．方向垂直于金属板向左，大小为
D．方向垂直于金属板向左，大小为
7．关于电场及电场线的理解，下列说法正确的是（　　）
A．电场看不见，摸不着，但是客观存在
B．电场中某点电场强度的方向即试探电荷在该点的受力方向
C．电场线能反映电场的强弱，所以电场线是真实存在的
D．沿着电场线方向电场强度越来越小
8．离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置，如图所示为最常见的“四级离子陷阱”的俯视示意图，四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷。在垂直于四根杆的平面内，四根杆的连线是一个正方形，A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两点，A、B、C、D到正方形中心O的距离相等，则下列判断正确的是（　　）
A．D点的电场强度为零
B．A、B、C、D四点电场强度相同
C．A点场强比B点场强大
D．O点的电场强度为零
9．在科学发展中，许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B．元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的
C．法拉第为了形象的描述电场首次引入电场线的概念
D．牛顿进行了著名的“月地检验”并通过实验测出了引力常量
二、多选题
10．下列说法正确的是（ ）
A．公式E＝是电场强度的比值定义式，适用于一切电场
B．电场强度定义式E＝为我们提供了一种计算静电力的方法，即F＝Eq
C．根据E＝，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比
D．等量异种电荷的连线上，中点的场强为零
11．下列关于电场线的几种说法中，正确的是（　　）
A．电场线上某一点的切线方向就是正电荷在该点受力方向
B．在多个电荷产生的电场中，电场线是可以相交的
C．根据知，当两个带电体的距离趋近于零时，它们之间的库仑力为无穷大
D．库仑定律适用于真空中静止点电荷的电场力计算
12．如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线为某带电粒子通过该区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是（　　）
A．带电粒子的电性
B．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
三、解答题
13．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？
14．画出等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线，并描述他们电场线的特点。
15．如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面倾角θ=37°，整个斜面处在一个方向平行于斜面向上的匀强电场中，电场强度大小E=50N/C，一质量m=0.1kg、电荷量q=+0.03C的小物块从斜面底端由静止释放，小物块与斜面间动摩擦因数为0.5，小物块向上运动t=2s后撤去电场，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)撤去电场时小物块的速度；
(2)小物块从释放到运动到最高点的位移。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
解析：A．正电荷和负电荷最早是由美国科学家富兰克林命名的，故A错误，符合题意。
B．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，选项B正确，不符合题意；
C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，选项C正确，不符合题意；
D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，选项D正确，不符合题意；
答案：A。
2．B
解析：A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A错误；
B．法拉第最早引入了场的概念，并提出用电场线描述电场，故B正确；
C．库仑用扭秤实验发现了库仑定律，但是库仑没有测量出静电力常量，故C错误；
D．伽利略利用斜面实验和逻辑推理证明了自由落体运动是一种匀变速直线运动，故D错误。
答案：B。
3．D
解析：A．密立根利用油滴实验确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值，故A正确；
B．富兰克林第一次把丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷命名为正电荷和负电荷，故B正确；
C．库仑利用扭秤装置找到了真空中的两个静止电荷相互作用力的规律，故C正确；
D．法拉第提出“场”的概念，认为电荷周围存在看不见、摸不着的电场，但电场线是为了形象描述电场人为引入的，实际上并不存在，故D错误。
本题选不正确的，答案：D。
4．C
解析：A．电场线是为了形象的描述电场的强弱和方向而假想的曲线，并不存在，故A错误；
B．电场线的切线方向就是电场的方向，如果两条电场线在同一点相交，则有两个切线方向，而事实上电场中的每一点只有一个方向，故任意两条电场线都不会相交，故B错误；
C．沿电场线的方向电势越来越低，故C正确；
D．在静电场中，电场线起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处），不形成闭合曲线。故D错误。
答案：C。
5．D
解析：A．电场是客观存在的，电场线是人们假想的曲线，选项A错误；
B．没有画电场线的地方同样也可能存在电场，选项B错误；
C．电场线的方向一般不是带电粒子的运动方向，选项C错误；
D．电场线越密，电场强度越大，选项D正确。
答案：D。
6．C
解析：根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向左，两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，P点与点电荷O之间的距离为r，根据点电荷的场强公式，P点的电场是由两异号点电荷分别产生的场强叠加产生的．根据场强的叠加法则和几何关系得：大小为．答案：C．
点拨：常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．
7．A
解析：A.电场看不见，摸不着，但是客观存在，故A正确；
B.电场中某点电场强度的方向即正试探电荷在该点的受力方向，故B错误；
C.电场线能反映电场的强弱，但电场线是假想线，故C错误；
D.沿着电场线方向无法判断电场强度的变化，故D错误。
答案：A。
8．D
解析：A．两负电极在D点形成的电场水平向右，两正电荷在D点形成的电场也水平向右，所以电场强度不为0，A错误；
BC．A、B、C、D对称分布，电场线密集程度一样，所以这四点电场强度大小相等，方向不同，BC错误；
D．根据电场的叠加原理，a、c两个电极带等量正电荷，其中点O的合场强为零，b、d两个电极带等量负电荷，其中点O的合场强为零，则O点的合场强为零，D正确。
答案：D。
9．C
解析：A．开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；
B．元电荷e的数值最早是由密立根测出来的，故B错误；
C．法拉第为了形象的描述电场首次引入电场线的概念，故C正确；
D．卡文迪许测出了引力常量，故D错误。
答案：C。
10．ABC
解析：A、电场强度的定义式 ,适用于一切电场.所以A选项是正确的.
B、电场强度定义式,变形为 ,即可求解静电力.所以B选项是正确的.
C、从公式 可以知道,点电荷电场强度与场源电荷Q成正比,与距离r的平方成反比,所以C选项是正确的.
D、等量异种电荷的连线上,中点的场强不为零,只有等量同种电荷中点电场强度才为零,故D错误.
综上所述本题答案是：ABC
11．AD
解析：A．电场线可形象表示电场的强弱和方向，电场线上每一点的切线方向，表示该点的场强方向，也是正电荷在该点受到的电场力的方向，A正确；
B．电场中任意位置电场方向唯一，电场线是不能相交的，B错误；
C．两个带电小球即使相距非常近，两球不能看成点电荷，此时不能直接用库仑定律计算，C错误；
D．库仑定律适用于真空中静止点电荷的电场力计算，D正确。
答案：AD。
12．BCD
解析：A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，故A错误；
BD．由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故从a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大，故BD正确；
C．根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，C正确。
答案：BCD。
13．画电场线
解析：法拉第采用了画电场线的方法描述电场．
14．见解析
解析：等量异种点电荷的电场（电场线分布如图）：
（1）两点电荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小。
（2）两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧。沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大。
（3）关于中心点对称的点，场强等大同向。
等量同种点电荷的电场（电场线分布如图）：
（1）两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大。
（2）两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小。
（3）关于中心点O点的对称点，场强等大反向。
15．(1)10m/s；(2)15m
解析：(1)由牛顿第二定律得小物块的加速度
运动t=2s后小物块的速度
(2)设小物块从释放到运动到最高点的位移为x，由动能定理得
解得
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