1.3电场与电场强度—2021-2022学年高二物理鲁科版(2019)必修第三册随堂检测
选择题
1.图中给出了四个电场的电场线,则每一幅图中在处电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示是点电荷电场中的一条电场线,下列说法正确的是( )
A.A点场强一定大于B点场强
B.在B点静止释放一个电子,电子只受该点电荷电场力的作用,电子一定向A点运动
C.点电荷一定带正电
D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿方向
3.某静电场中的电场线如图中的实线所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,由M点运动到N点,运动轨迹如图中的虚线所示,以下说法不正确的是( )
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
4.如图所示的电场中,一带电质点从P点沿着电场线方向运动,若只受静电力作用,质点加速度逐渐增大的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示,实线为三条方向未知的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出两个带电粒子,的运动轨迹如图中的虚线所示(只受静电力作用),则( )
A.a一定带正电,b一定带负电 B.静电力对a做正功,对b做负功
C.a的速度将减小,b的速度将增大 D.a的加速度将减小,b的加速度将增大
6.如图所示为某一点电荷产生的电场线,电场中三点的场强大小分别为,则( )
A.两点场强相同
B.该点电荷为正电荷
C.该点电荷在A点左侧
D.放置在A点的负试探电荷受到的静电力方向与该点的场强方向相同
7.对于由点电荷Q产生的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度的定义式仍成立,即,式中的Q就是产生电场的点电荷的电荷量
B.在真空中,电场强度的表达式为,式中Q就是产生电场的点电荷的电荷量
C.在真空中,,式中Q是试探电荷的电荷量
D.以上说法都不对
8.一个带电荷量为q的试探电荷在电场中某点受到的静电力为F,这一点的电场强度为E,在下图中能正确反映三者关系的是( )
A. B. C. D.
9.关于电场强度的公式,下列说法正确的是( )
A.由公式可知,电场强度与试探电荷所带电荷量成反比
B.此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场
C.此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场
D.公式中q是产生电场的电荷所带的电荷量,F是试探电荷所受到的力
10.下列关于电场强度的说法正确的是( )
A.适用于一切电场
B.电场线客观存在,没有画电场线的地方场强等于零
C.电场强度是标量,遵守代数运算法则
D.电场强度为零的地方,电势也为零
二、非选择题
11.在真空中O点放一个电荷Q=+2.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-3.0×10-10 C,如图所示,已知静电力常量为k=9.0×109 N·m2/C2。求:
(1)q在M点受到的静电力的大小;
(2)M点的场强大小;拿走q后M点的场强大小。
12.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2.0 m和10.0 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分别如图中直线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)A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的位置坐标。
答案以及解析
1.答案:C
解析:
2.答案:B
解析:电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,由于只有一条电场线,不能判断电场线的疏密情况,所以不能判断场强的大小,A错误;由题图可以知道电场的方向向右,在B点由静止释放一个电子时,电子的受力方向向左,所以电子一定向A点运动,B正确;仅有一条电场线,无法确定点电荷的电性,所以C错误;虽然正电荷受到的电场力的方向一定是沿着电场线方向的,但是如果电荷有初速度的话,其运动方向就不一定沿方向,所以D错误。
3.答案:B
解析:由粒子的运动轨迹可知,粒子所受的电场力应指向轨迹的凹侧,可知粒子必定带正电荷,故A不符合题意。电场线越密的地方电场强度越大,粒子所受电场力越大,加速度也就越大,由题图可知,B符合题意,C不符合题意。电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力对粒子做正功,根据动能定理可得粒子在M点的动能小于它在N点的动能,故D不符合题意。
4.答案:B
解析:电场线疏密表示电场强度的大小。A选项中电场强度逐渐减小;B选项中电场强度增大;C选项中电场强度不变;D选项中电场强度先增大后减小,再由知,。故本题选B。
5.答案:D
解析:两个带电粒子在M点以相同速度飞出,所受静电力方向相反,但不知道电场线方向,无法判断哪个粒子带正电,哪个粒子带负电,但a受力向左,b受力向右,静电力对均做正功,速度都增大,由电场线疏密及可知,a的加速度减小,b的加速度增大。故选项D正确。
6.答案:C
解析:电场强度是矢量,两点场强大小相等、方向不同,两点场强不同,故A错误;静电场中电场线从正电荷(或无穷远)出发终止于无穷远(或负电荷),根据题图可知该点电荷是负电荷,故B错误;根据点电荷的电场线分布可知,该点电荷在A点的左侧,故C正确;正电荷在某点受到的静电力方向与该点的场强方向相同,负电荷在某点受到的静电力方向与该点的场强方向相反,故D错误。
7.答案:B
解析:中Q为试探电荷的电荷量而非场源电荷的电荷量,故A错误;而为点电荷Q产生的电场场强的决定式,式中Q为场源电荷的电荷量,故B正确,C、D错误。
8.答案:D
解析:电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的试探电荷及其所受静电力无关,A、B错误;试探电荷在该点受到的静电力,F正比于q,C错误,D正确。
9.答案:C
解析:电场中某点的电场强度只与电场自身因素有关,与试探电荷所带电荷量无关,A错误;公式是电场强度的定义式,适用于任何电场,故B错淏,C正确;公式中q是试探电荷所带的电荷量,F是试探电荷所受到的力,D错误。
答案:A
11.【解析】(1)距离r=30 cm=0.3 m,根据库仑定律有:
F=k= N
=6×10-8 N,方向向左;
(2)拿走q前M点的电场强度为:
E== N/C=200 N/C,方向向右;
拿走q后M点的场强仍为200 N/C,方向向右。
答案:(1)6×10-8 N (2)200 N/C 200 N/C
12.【解析】(1)由题图可得A点电场强度的大小EA== N/C=40 N/C,
因A点的试探电荷带正电,受力方向指向x轴的正方向,故A点场强的方向沿x轴的正方向;
(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,电量为Q,则
EA==,EB==
由题图可得EB=2.5 N/C,解得x=3.6 m。
答案:(1)40 N/C 方向沿x轴的正方向
(2)负电 (3.6 m,0)