高中物理粤教版选修3-1 作业1.3 电场强度 Word版含解析

电场强度

选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．关于电场，下列说法正确的是(　　)
A．电场是假想的，并不是客观存在的物质
B．描述电场的电场线是客观存在的
C．电场对放入其中的电荷有力的作用
D．电场对放入其中的电荷是否有力的作用决定于电荷的电性
C　[电场是物质存在的一种形式，客观存在；而电场线是假想的线，实际上不存在．电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用．]
2．一个试探电荷q，在电场中某点受到的电场力为F，该点的场强为E，下列选项中能正确反映q、E、F三者关系的是(　　)
C　[本题考查的知识点是电场强度与电场本身、试探电荷的关系．电场强度E由电场本身决定，与试探电荷无关，即E不与F成正比，也不与q成反比，但F与q成正比．故正确答案为C.]
3．(多选)四种电场中分别标有a、b两点，两点电场强度相同的是(　　)
甲　　　　　　　　乙
丙　　　　　　　　丁
A．甲图：与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图：等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图：匀强电场中的a、b两点
BD　[A项甲图中两点电场线方向不同，故电场强度的方向不同，故A错误；B项a、b两点电场线方向均为水平向左，且两点关于连线对称，电场强度相等，故B正确；C项a、b两点的场强方向不同，故C错误；D项a、b两点都处在匀强电场中，电场强度相同，故D正确]
4．(多选)把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是(　　)
A．点电荷运动轨迹必与电场线重合
B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致
C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致
D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致
CD　[明确受力方向和加速度方向与电场线的方向的关系．正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，电场线如果是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外)，故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确．]
5.如图所示是表示在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是(　　)
A．这个电场是匀强电场
B．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是ED>EA>EB>EC
C．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是EA>EB>ED>EC
D．无法确定这四个点的电场强度大小关系
B　[题图中给出了A、B、C、D四个位置上试探电荷的电荷量和它所受电场力大小的变化关系，由电场强度的定义式E＝可知，F－q图象的斜率大小代表电场强度．斜率大的电场强度大、斜率小的电场强度小．故选项B正确，选项A、C、D错误．]
6.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．若将一试探电荷＋q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
C　[电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知EaEc，Eb>Ed，Ea>Ec，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；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错误．]
7.如图所示是某静电场的一部分电场线的分布情况，下列说法中正确的是(　　)
A．这个电场可能是负点电荷的电场
B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大
C．负电荷在B点处受到的电场力的方向沿电场线的切线方向
D．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)
B　[负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故A错；电场线越密的地方场强越大，由题图知EA>EB，又由F＝qE，得FA>FB，故B正确；由a＝知，a∝F，而F∝E，EA>EB，所以aA>aB，故D错；负电荷在B点受到的电场力的方向与B点电场强度的方向相反，故C错．]
8.点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图所示，电场强度为零的地方在(　　)
A．A和B之间 B．B左侧
C．A右侧 D．A的右侧及B的左侧
B　[根据点电荷电场公式E＝k可知，在A和B之间时，由于两个电荷产生的电场方向相同，所以合电场一定不为零，故A错误；如果在B的左侧，电荷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，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E＝k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，B正确；如果在A的右侧，两个电场方向一个向左，一个向右，但是距离A较近，并且A的电荷量大，所以两个电场的矢量和不可能为零，C、D错误．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6
1．(多选)如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB分别表示A、B两处的场强大小，则(　　)
A．A、B两点的场强方向相同
B．电场线从A指向B，所以EA>EB
C．A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB
D．不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定
AD　[根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向．因题中的电场线是直线，所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右．因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状态，所以无法肯定EA、EB的大小．]
2.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图所示．则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的(　　)
C　[由v?t图知，负电荷的加速度越来越大，可知A→B电场线越来越密，负电荷仅在电场力作用下由静止释放一定逆着电场线运动，所以只有C正确．]
3.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度(　　)
A．大小为，方向竖直向上
B．大小为，方向竖直向上
C．大小为，方向竖直向下
D．大小为，方向竖直向下
C　[四个电荷的电荷量相等，两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电荷，且大小相等，如图，则合场强的方向竖直向下．
任意一对等量异种点电荷的合场强E＝2×＝
所以合场强E合＝.故A、B、D错误，C正确．]
4.直角坐标系xOy中，M、N两点位于y轴上，G、H两点坐标如图．M、N两点各固定一正点电荷，一电量为Q的负点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该负点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A．，沿x轴正向 B．，沿x轴负向
C．，沿x轴正向 D．，沿x轴负向
A　[G点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在G点产生的场强与两个正电荷在G点产生的合场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，负电荷在G点的场强为，两个正电荷在G点的合场强也为，当负点电荷移到G点时，负电荷与H点的距离为2d，负电荷在H点产生的场强为，方向沿x轴负方向，由于GH对称，所以两个正电荷在G点和H点产生的场强大小相等方向相反，大小为，在H点的方向沿x轴正方向，所以H点处合场强的大小为E＝－＝，方向沿x轴正方向，故A正确，B、C、D错误．]
二、非选择题(28分)
5.(14分)如图所示，半径为R的橡胶圆环，均匀带有电荷量为Q的正电荷，现从环上截去长Δs的一小段，若Δs?R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则求圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小和方向．
[解析]　因为圆环上电荷分布的对称性，原来圆心处的合场强为零，当截掉一小段Δs后，其余部分的电荷分布不变，则只有Δs正对的另一端的同样一小段上的电荷产生的电场没有抵消，即为后来圆心处的场强．
单位长度带电荷量δ＝，
Δs长的一段带电荷量q＝Δsδ＝.
因Δs?R，q可看作点电荷，所以圆心处场强
E＝k＝，方向由O指向Δs.
[答案]　　由O指向Δs
6.(14分)在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2 m和5 m．已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的试探电荷带正电，放在B点的试探电荷带负电．求：
(1)B点的电场强度的大小和方向．
(2)试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷Q位置坐标．
[解析]　(1)由题图可得B点电场强度的大小EB＝＝ N/C＝2.5 N/C.
因B点的试探电荷带负电，而受力指向x轴的正方向，故B点场强的方向沿x轴负方向．
(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向，故点电荷Q位于A、B两点之间，带负电．
设点电荷Q的坐标为x，则EA＝k，EB＝k
由题图可得EA＝40 N/C，则＝＝
解得x＝2.6 m或x＝1 m(不符合题意舍去)．
[答案]　(1)2.5 N/C，方向沿x轴负方向
(2)带负电，位置坐标x＝2.6 m