物理选修1-1人教新课标版：1.2电场 课时作业1（word版含解析)
文档属性
| 名称 | 物理选修1-1人教新课标版：1.2电场 课时作业1（word版含解析) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 150.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-11-16 12:47:56 | ||
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文档简介
2019-2020学年人教版选修1-11.2电场课时作业1（解析版)
1．如图所示,是正点电荷电场中的一条电场线,则
A.a点的场强一定等于b的点场强
B.a点的场强一定小于b的点场强
C.在a点由静止开始释放一个电子，将一定向 b点运动
D.在b点由静止开始释放一个电子，将一定向 a点运动
2．将电荷量为q的点电荷放在电荷量为Q的点电荷所产生电场中的A点，它受到的电场力大小为F，则点电荷Q在A点的电场强度大小为
A. B. C. D.FQ
3．如图，点电荷A和B分别带正电和负电，电量分别为+4Q和-Q，则AB连线上，电场强度为零的地方在
A.A左侧
B.A和B之间
C.B右侧
D.A的左侧及B的右侧
4．如图所示，a、b 两点位于以负点电荷–Q 为球心的球面上，c点在球面外，则（ ）
A.a、b 两点场强相同
B.b点场强的大小比c点小
C.a点电势比c点电势高
D.b点电势比c点电势低
5．无限大接地金属板竖直放置，与金属板右侧面中心点O相距为d的位置处放有一电荷量为q的正点电荷，它们之间的电场线分布如图甲所示，与两个等量异种点电荷连线的中垂面正电荷一侧的电场线分布类似，如图乙．甲图电场中有M(MO的连线与板垂直)、N(N点位于板右侧面上)两点，M到点电荷之间、N到O点之间的距离均为d，则M、N两点的电场强度EM、EN的大小关系是( )
A.EM＞EN B.EM＝EN C.EM＜EN D.无法确定
6．如图所示，在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（ ）
A.
B.
C.
D.不能确定
7．一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生物的场强大小，方向如图所示．把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为El、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4．则（ ）
A．E1＜ B．E2= C．E3＞ D．E4=
8．如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）．图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM=ON．下列说法中正确的是（ ）
A．O、M、N三点的电场强度大小关系是EM=EN＞EO
B．O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上
C．O、M、N三点的电场强度方向不相同
D．把另一电荷从M点静止释放，将沿MON做直线运动
9．如图所示，地面上方存在水平向右的匀强电场，现将一带电小球从距离地面O点高h处的A点以水平速度抛出，经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的B点，B到O的距离也为h，当地重力加速度为g，则下列说法正确的是
A.从A到B的过程中小球的动能先减小后增大
B.下落过程中小球机械能一直增加
C.小球的加速度始终保持2g不变
D.从A点到B点小球的电势能增加了mgh
10．如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿AB运动到B点，其v -t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系，下列判断正确的是
A.EA＞EB B.EA＜EB
C.φA＞φB D.φA＜φB
11．如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电荷，B带负电荷，A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球P向下运动到距C点距离为d的D点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，若取无限远处的电势为零，试求：
（1）在A、B所形成的电场中，C的电势φC。
（2）小球P经过D点时的加速度。
（3）小球P经过与点电荷B等高的E点时的速度。
12．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：
(1)小球带电荷量是多少？
(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
(3)若突然撤去电场，丝线所受最大拉力是多大？
13．如图所示，在点电荷+Q产生的电场中的一条水平电场线上取a、b两点，ob长是oa的4倍，当在a处放一电量q=1.5×10-8C带正电的检验电荷时，受到的电场力大小为F=3×10-6N．
(1)求a处的电场强度的大小、方向？(2)如果在b处放一个电子，求它所受电场力的大小和方向？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
AB.a点离正点电荷较近，由点电荷场强公式分析可知：a点的场强一定大于b点的场强，故AB都错误；
C.在a点由静止释放一个电子，因为电子带负电荷，电子受力的方向与电场线的方向相反，即从a点向左运动，所以C选项是错误的；
D.在b点由静止释放一个电子，因为电子带负电荷，电子受力的方向与电场线的方向相反，即从b向a,将一定向a点运动；所以D选项是正确的；
2．B
【解析】
【详解】
根据电场强度的定义可知，A点的场强大小.
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. FQ，与结论不相符，选项D错误。
3．C
【解析】
【详解】
AD. A的左侧，A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，由题A的电量大于B的电量，且A较近，由点电荷场强公式 可知，在同一点电场强度大小不可能相等，所以合场强不可能为零，选项AD错误；
B.A和B之间两点产生的电场强度方向均向向右，合场强不可能为零，故B错误。 C.在B的右侧，A产生的电场强度向右，B产生的电场强度向左，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷场强公式可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，故C正确。
4．D
【解析】
【详解】
A.a和b两点到的距离相等，由可知电场强度的大小相等，方向不同，所以a、b 两点场强不相同，故A错误。
B.b点到的距离比c点到的距离小，由可知b点场强的大小比c点大，故B错误。
CD.因为是负电荷产生的电场，距离负电荷越近的地方，电势越低，所以可知ab两点的电势相等，且比c点的电势低，故C错误，D正确。
5．A
【解析】
【详解】
根据点的电场线方向可以得点的电场强度方向是垂直于金属板向右，两个异号点电荷电荷量的大小均为，它们之间的距离为，乙图上右侧处的场强大小为：
根据题意可知点的电场强度大小与乙图上右侧处的场强大小相等，即为：
处场强的大小：
则有：
A. 与分析相符，故A正确；
B. 与分析不符，故B错误；
C. 与分析不符，故C错误；
D. 无法确定与分析不符，故D错误。
6．C
【解析】
【详解】
设细管的半径为R，小球到达B点时速度大小为v。小球从A滑到B的过程，由机械能守恒定律得
mgR=mv2
得到：
小球经过B点时，由牛顿第二定律得：
，
将代入得：
放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C． ，与结论相符，选项C正确；
D． 不能确定，与结论不相符，选项D错误；
7．C
【解析】
【详解】
AB.根据点电荷电场强度公式，且电荷只分布球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于间距的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为El＞E2；因电荷Q在球心O处产生物的场强大小，则
，
选项AB错误； CD.对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧部分在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等，即E3=E4 ．由于方向不共线，由合成法则可知，
选项C正确，D错误。
8．B
【解析】
【详解】
A.等量异种电荷连线的中垂线上中点的场强最大，从中点沿着中垂线向两边逐渐减小，并且是对称的，所以EO＞EM=EN，所以A错误；
B. 等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上，所以B正确；
C.等量异种电荷的中垂线上的电场强度的方向都是水平指向负电荷一侧的，所以O、M、N三点的电场强度方向相同，所以C错误；
D.把电荷从M点静止释放，电荷受到的电场力是在水平方向的，电荷将向左或向右运动，不会沿MON做直线运动，所以D错误。
9．AD
【解析】
【详解】
C.由题意可知小球带负电，且受到的电场力向左，小球在水平方向上做匀减速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据合运动和分运动的规律可知，由于竖直位移与水平位移都为h，由可知，水平方向与竖直方向的加速度相等，即。由，可知，故小球的电场力与重力大小相等，合力指向左下方，与竖直方向成角，且，，故C错误；
A.在运动过程中，合力与速度方向成钝角，后变成锐角，合力先做负功，后做正功，动能先减小后增大，A正确；
BD.小球在下落过程中，电场力一直做负功，电势能一直增加，且，小球机械能一直减小，故B错误，D正确.
10．AC
【解析】
【详解】
AB.由图可知知，电子做減速运动，加速度逐渐减小，说明受到的电场力逐渐減小，根据可知，电场强度逐渐减小，即，故A正确，B错误
CD.由图看出,电子的速度减小，则动能减小，电场力做负功，则电子受到的电场力的方向由B指向A，电子带负电，所以电场线的方向是由A指向B，A点的电势高，所以，故C正确，D错误。
11．（1）（2）g+（3）v
【解析】
【详解】
（1）由等量异种电荷形成的电场特点可知，D点的电势与无限远处电势相等，即D点电势为零。小球P由C运动到D的过程，由动能定理得：
???①
????②
??? ?③
（2）小球P经过D点时受力如图：
由库仑定律得：
???④
由牛顿第二定律得：
??⑤
解得：
a=g+ ⑥
（3）小球P由D运动到E的过程，由动能定理得：
??⑦
由等量异种电荷形成的电场特点可知：
???⑧
联立①⑦⑧解得：
????⑨
12．(1)(2) (3)
【解析】
【详解】
(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示
Fsinθ＝qE
Fcosθ＝mg
联立解得：
tanθ＝
故
q＝.
(2)细线的拉力为
F＝
而剪断丝线后小球的加速度
a＝＝
由几何关系得，小球碰到金属板运动的距离为
s＝
又由
s＝at2＝＝
(3)小球摆到最低点时丝线所受拉力最大，小球下落至最低点：
mgL(1-)=mv2
最低点：
T-mg=m
解得：
T=3mg-2mg
依据牛顿第三定律 丝线所受拉力为
T=3mg-2mg
13．（1）200N/C 方向向右，（2） 方向向左
【解析】
【分析】
由题中“在点电荷+Q产生的电场中的一条水平电场线上取a、b两点”可知，本题考查正电荷周围电场的场强和验电荷所受电场力，根据库仑定律和正电荷电场线特点可分析本题。
【详解】
（1）根据电场力公式可得
方向向右；
（2）根据点电荷电场强度公式有
得
所以
则
方向向左
1．如图所示,是正点电荷电场中的一条电场线,则
A.a点的场强一定等于b的点场强
B.a点的场强一定小于b的点场强
C.在a点由静止开始释放一个电子，将一定向 b点运动
D.在b点由静止开始释放一个电子，将一定向 a点运动
2．将电荷量为q的点电荷放在电荷量为Q的点电荷所产生电场中的A点，它受到的电场力大小为F，则点电荷Q在A点的电场强度大小为
A. B. C. D.FQ
3．如图，点电荷A和B分别带正电和负电，电量分别为+4Q和-Q，则AB连线上，电场强度为零的地方在
A.A左侧
B.A和B之间
C.B右侧
D.A的左侧及B的右侧
4．如图所示，a、b 两点位于以负点电荷–Q 为球心的球面上，c点在球面外，则（ ）
A.a、b 两点场强相同
B.b点场强的大小比c点小
C.a点电势比c点电势高
D.b点电势比c点电势低
5．无限大接地金属板竖直放置，与金属板右侧面中心点O相距为d的位置处放有一电荷量为q的正点电荷，它们之间的电场线分布如图甲所示，与两个等量异种点电荷连线的中垂面正电荷一侧的电场线分布类似，如图乙．甲图电场中有M(MO的连线与板垂直)、N(N点位于板右侧面上)两点，M到点电荷之间、N到O点之间的距离均为d，则M、N两点的电场强度EM、EN的大小关系是( )
A.EM＞EN B.EM＝EN C.EM＜EN D.无法确定
6．如图所示，在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（ ）
A.
B.
C.
D.不能确定
7．一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生物的场强大小，方向如图所示．把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为El、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4．则（ ）
A．E1＜ B．E2= C．E3＞ D．E4=
8．如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）．图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM=ON．下列说法中正确的是（ ）
A．O、M、N三点的电场强度大小关系是EM=EN＞EO
B．O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上
C．O、M、N三点的电场强度方向不相同
D．把另一电荷从M点静止释放，将沿MON做直线运动
9．如图所示，地面上方存在水平向右的匀强电场，现将一带电小球从距离地面O点高h处的A点以水平速度抛出，经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的B点，B到O的距离也为h，当地重力加速度为g，则下列说法正确的是
A.从A到B的过程中小球的动能先减小后增大
B.下落过程中小球机械能一直增加
C.小球的加速度始终保持2g不变
D.从A点到B点小球的电势能增加了mgh
10．如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿AB运动到B点，其v -t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系，下列判断正确的是
A.EA＞EB B.EA＜EB
C.φA＞φB D.φA＜φB
11．如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电荷，B带负电荷，A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球P向下运动到距C点距离为d的D点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，若取无限远处的电势为零，试求：
（1）在A、B所形成的电场中，C的电势φC。
（2）小球P经过D点时的加速度。
（3）小球P经过与点电荷B等高的E点时的速度。
12．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：
(1)小球带电荷量是多少？
(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
(3)若突然撤去电场，丝线所受最大拉力是多大？
13．如图所示，在点电荷+Q产生的电场中的一条水平电场线上取a、b两点，ob长是oa的4倍，当在a处放一电量q=1.5×10-8C带正电的检验电荷时，受到的电场力大小为F=3×10-6N．
(1)求a处的电场强度的大小、方向？(2)如果在b处放一个电子，求它所受电场力的大小和方向？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
AB.a点离正点电荷较近，由点电荷场强公式分析可知：a点的场强一定大于b点的场强，故AB都错误；
C.在a点由静止释放一个电子，因为电子带负电荷，电子受力的方向与电场线的方向相反，即从a点向左运动，所以C选项是错误的；
D.在b点由静止释放一个电子，因为电子带负电荷，电子受力的方向与电场线的方向相反，即从b向a,将一定向a点运动；所以D选项是正确的；
2．B
【解析】
【详解】
根据电场强度的定义可知，A点的场强大小.
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. FQ，与结论不相符，选项D错误。
3．C
【解析】
【详解】
AD. A的左侧，A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，由题A的电量大于B的电量，且A较近，由点电荷场强公式 可知，在同一点电场强度大小不可能相等，所以合场强不可能为零，选项AD错误；
B.A和B之间两点产生的电场强度方向均向向右，合场强不可能为零，故B错误。 C.在B的右侧，A产生的电场强度向右，B产生的电场强度向左，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷场强公式可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，故C正确。
4．D
【解析】
【详解】
A.a和b两点到的距离相等，由可知电场强度的大小相等，方向不同，所以a、b 两点场强不相同，故A错误。
B.b点到的距离比c点到的距离小，由可知b点场强的大小比c点大，故B错误。
CD.因为是负电荷产生的电场，距离负电荷越近的地方，电势越低，所以可知ab两点的电势相等，且比c点的电势低，故C错误，D正确。
5．A
【解析】
【详解】
根据点的电场线方向可以得点的电场强度方向是垂直于金属板向右，两个异号点电荷电荷量的大小均为，它们之间的距离为，乙图上右侧处的场强大小为：
根据题意可知点的电场强度大小与乙图上右侧处的场强大小相等，即为：
处场强的大小：
则有：
A. 与分析相符，故A正确；
B. 与分析不符，故B错误；
C. 与分析不符，故C错误；
D. 无法确定与分析不符，故D错误。
6．C
【解析】
【详解】
设细管的半径为R，小球到达B点时速度大小为v。小球从A滑到B的过程，由机械能守恒定律得
mgR=mv2
得到：
小球经过B点时，由牛顿第二定律得：
，
将代入得：
放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C． ，与结论相符，选项C正确；
D． 不能确定，与结论不相符，选项D错误；
7．C
【解析】
【详解】
AB.根据点电荷电场强度公式，且电荷只分布球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于间距的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为El＞E2；因电荷Q在球心O处产生物的场强大小，则
，
选项AB错误； CD.对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧部分在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等，即E3=E4 ．由于方向不共线，由合成法则可知，
选项C正确，D错误。
8．B
【解析】
【详解】
A.等量异种电荷连线的中垂线上中点的场强最大，从中点沿着中垂线向两边逐渐减小，并且是对称的，所以EO＞EM=EN，所以A错误；
B. 等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上，所以B正确；
C.等量异种电荷的中垂线上的电场强度的方向都是水平指向负电荷一侧的，所以O、M、N三点的电场强度方向相同，所以C错误；
D.把电荷从M点静止释放，电荷受到的电场力是在水平方向的，电荷将向左或向右运动，不会沿MON做直线运动，所以D错误。
9．AD
【解析】
【详解】
C.由题意可知小球带负电，且受到的电场力向左，小球在水平方向上做匀减速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据合运动和分运动的规律可知，由于竖直位移与水平位移都为h，由可知，水平方向与竖直方向的加速度相等，即。由，可知，故小球的电场力与重力大小相等，合力指向左下方，与竖直方向成角，且，，故C错误；
A.在运动过程中，合力与速度方向成钝角，后变成锐角，合力先做负功，后做正功，动能先减小后增大，A正确；
BD.小球在下落过程中，电场力一直做负功，电势能一直增加，且，小球机械能一直减小，故B错误，D正确.
10．AC
【解析】
【详解】
AB.由图可知知，电子做減速运动，加速度逐渐减小，说明受到的电场力逐渐減小，根据可知，电场强度逐渐减小，即，故A正确，B错误
CD.由图看出,电子的速度减小，则动能减小，电场力做负功，则电子受到的电场力的方向由B指向A，电子带负电，所以电场线的方向是由A指向B，A点的电势高，所以，故C正确，D错误。
11．（1）（2）g+（3）v
【解析】
【详解】
（1）由等量异种电荷形成的电场特点可知，D点的电势与无限远处电势相等，即D点电势为零。小球P由C运动到D的过程，由动能定理得：
???①
????②
??? ?③
（2）小球P经过D点时受力如图：
由库仑定律得：
???④
由牛顿第二定律得：
??⑤
解得：
a=g+ ⑥
（3）小球P由D运动到E的过程，由动能定理得：
??⑦
由等量异种电荷形成的电场特点可知：
???⑧
联立①⑦⑧解得：
????⑨
12．(1)(2) (3)
【解析】
【详解】
(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示
Fsinθ＝qE
Fcosθ＝mg
联立解得：
tanθ＝
故
q＝.
(2)细线的拉力为
F＝
而剪断丝线后小球的加速度
a＝＝
由几何关系得，小球碰到金属板运动的距离为
s＝
又由
s＝at2＝＝
(3)小球摆到最低点时丝线所受拉力最大，小球下落至最低点：
mgL(1-)=mv2
最低点：
T-mg=m
解得：
T=3mg-2mg
依据牛顿第三定律 丝线所受拉力为
T=3mg-2mg
13．（1）200N/C 方向向右，（2） 方向向左
【解析】
【分析】
由题中“在点电荷+Q产生的电场中的一条水平电场线上取a、b两点”可知，本题考查正电荷周围电场的场强和验电荷所受电场力，根据库仑定律和正电荷电场线特点可分析本题。
【详解】
（1）根据电场力公式可得
方向向右；
（2）根据点电荷电场强度公式有
得
所以
则
方向向左