1.3 电场及其描述（1）—鲁科版高中物理选修3-1 作业

第3节
电场及其描述
作业1
一、选择题
1．下列有关电场的说法中不正确的是(　　)
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．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
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的
D．电场只对静止的电荷有力的作用
2．(多选)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.电场中某点的电场强度为零,则在该点的电荷受到的静电力一定为零
D.一个不带电的小球在P点受到的静电力为零,则P点的电场强度一定为零
3．(多选如图所示是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是(　　)
4．(多选)如图所示,在点电荷Q的电场中,以点电荷Q为圆心的圆周上有A、B、C三点,A、C两点在同一直径上。已知A点的电场方向水平向右。下列判断正确的是(　　)
A.B点的电场方向水平向右
B.C点的电场方向水平向左
C.B、C两点的电场强度大小相等
D.B、C两点的电场强度大小不相等
5.(多选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
6．关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系正确的说法是
(　)
A．带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速度方向一定与电场线方向相同
B．带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合
C．带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合
D．带电粒子只受电场力作用，其运动轨迹可能与电场线重合
7.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点，下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧
(　　)
A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|
C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|
8.在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104
N/C，已知一半径为1
mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10
m/s2，水的密度为103
kg/m3.这雨滴携带的电荷量的值约为(　　)
A．2×10－9
C　　　　　　　　
B．4×10－9
C
C．6×10－9
C
D．8×10－9
C
9.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中的虚线所示．由M运动到N，以下说法正确的是(　　)
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
10．如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b间、b和c间、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零,则d点处的电场强度大小为(静电力常量为k)(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.k
B.k
C.k
D.k
11.下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是(　　)
二、计算题：
12.如图所示，A为带正电Q的金属板，小球的质量为m、电荷量为q，用绝缘丝线悬挂于O点．小球由于受水平向右的电场力而静止在沿金属板的垂直平分线上距板为r的位置，悬线与竖直方向的夹角为θ.试求小球所在处的场强．
13．地球是一个带电体，且电荷均匀分布于地球表面．若已知地球表面附近有一电量为2×10－4
C的正电荷受到4×10－3
N的电场力，且方向竖直向下，则地球带何种电荷？所带总电量为多少？(已知地球半径R＝6.4×106
m，k＝9×109
N·m2/C2)
参考答案：
1、答案：D
解析：电场是带电体及电荷周围自然存在的一种特殊物质，电场是客观存在的，并不是人们假想的，电荷间的相互作用通过电场产生，A、B、C对．电场对静止和运动的电荷都有力的作用，D错．
2、答案：BC
解析：电场强度是由电场本身所决定的物理量,是客观存在的,与放不放试探电荷无关。电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用,F=Eq。若电场中某点的电场强度E=0,那么F=0,若小球不带电q=0,F
也一定等于零,选项B、C正确。
3、答案：AD
解析：电场强度E应由场源电荷和该点的空间位置决定，与试探电荷q无关，故选项A正确；当电场强度确定时，电场力F＝qE∝q，故选项D亦正确。
4、答案:BC
解析:据题知A点的电场方向水平向右,则知点电荷Q带正电,电场线是发散状,故B点的电场方向向上,故A错误;根据点电荷电场的特点可知,C点的电场方向水平向左,故B正确;由公式E=k分析得知,B、C两点的电场强度大小相等,故C正确,D错误。
5、答案:AD
解析: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，A正确．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附近电场线的分布情况，所以无法肯定EA＞EB或EA＝EB.B、C错，D正确．
6、答案：D
7、答案：B
解析：Q1、Q2产生的电场在P点叠加，利用矢量的合成可以判断答案为B.
8、答案：B
解析：带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向mg＝Eq，则q＝＝＝4×10－9
C.
9、答案：ACD
根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A选项正确．由于电场线越密，场强越大，点电荷所受的电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此点电荷在N点加速度大，C选项正确．粒子从M点到N点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在N点的动能大，故D选项正确．
10、【解析】　由题意,b点处的电场强度为零说明点电荷和圆盘在b点产生的电场强度等大反向,即圆盘在距离为R的b点产生的电场强度大小为EQ=,故圆盘在距离为R的d点产生的电场强度大小也为EQ=,点电荷在d点产生的电场强度大小为Eq=,方向与圆盘在d点产生的电场强度方向相同,d点的合电场强度为二者之和,即E合=,B正确。
11、【解析】A.坐标原点O处电场强度是带电圆环产生的;B.坐标原点O处电场强度是第一象限带正电圆环和第二象限带负电圆环叠加产生,坐标原点O处电场强度大小大于带电圆环产生的电场;C.第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度是带电圆环产生的;D.第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,第二象限带负电圆环和第四象限带负电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度为零。由上分析知坐标原点O处电场强度最大的是B。
答案：B
12.解析：如图所示，根据物体的平衡条件可得：
F电＝mgtan
θ
根据场强的定义式可以知道小球所在处的场强为：
E＝＝，
电场强度的方向水平向右．
答案：，水平向右
13、【解析】　地球所带电量可以认为集中于地球中心，设地球所带电量为Q，则地球表面附近的场强
①
据场强定义知E＝
②
将k＝9×109
N·m2/C2，R＝6.4×106
m，F＝4×10－3
N，
q＝2×10－4
C代入①②，求得Q＝9.1×104
C
因正电荷受到的电场力竖直向下，故地球表面附近的电场方向竖直向下，即指向地心，地球带负电．
【答案】　负电　9.1×104
C
图
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