2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷：　1.3 电场强度同步练习-教师用卷 .docx

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1、1.3 电场强度同步练习一、单选题1. 下列关于电场线的说法，正确的是()A. 电场线是电荷运动的轨迹B. 电场线是实际存在的曲线C. 电场线时闭合的曲线D. 电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大【答案】D【解析】解：A、电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，不是电荷运动的轨迹.故A错误；B、电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，实际上是不存在的.故B错误；C、电场线从正电荷出发，到负电荷终止，不是闭合曲线.故C错误；D、电场线的疏密代表电场的强弱，故电场线越密的地方场强越强，同一电荷所受电场力越大.故D正确故选：D 2. 如图所示，电场中A、B两点的场强大小分别为EA、EB.以下

2、关于EA、EB的大小关系判断正确的是()A. EAEBC. EA=EBD. 无法确定【答案】A【解析】解：由图可知，B点的电场线密，所以B点的电场强度比A高，即EAEB.而由电场线上某点的切线方向表示电场强度在该点的方向，可得EA、EB的方向也不同，故A正确，BCD错误故选：A3. 如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，D点为MN连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，它们均关于O点对称.下列说法正确的是()A. c、d两点的电场强度相同B. a、b两点的电势相同C. 将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功再做正功D. 将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直

3、增大【答案】D【解析】解：A、根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，故A错误B、MN间的电场线方向由MN，根据沿电场线方向电势逐渐降低，则知a点的电势高于b点的电势.故B错误C、对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加，在Oc段方向斜向右上，在0d段方向斜向右下.所以电子所受的电场力在Oc段斜向左下，在0d段斜向左上，电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角，电场力对电子先做正功后做负功.故C错误D、将电子沿直线从a移到b，电子受到的电场力与速度方向一直相反，电场力一直做负功，则电子的电势能一直增大.故D正确故选：D4. 带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点

4、以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是()A. 在a点的加速度大于在b点的加速度B. 在a点的电势能小于在b点的电势能C. 在a点的速度小于在B点的速度D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高【答案】C【解析】解：A、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知EaEBB. EABD. AB【答案】AC【解析】解：A、B、由图可知，电子在A点加速度较大，则可知A点所受电场力较大，由F=Eq可知，A点的场强要大于B点场强；故A正确，B错误；C、D、电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，故电势能增

5、加，故AB，故C正确，D错误；故选：AC。9. 如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()A. M带负电荷，N带正电荷B. M在b点的动能小于它在a点的动能C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功【答案】ABC【解析】解：A、由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确B、M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确C

6、、d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误故选：ABC10. 如图所示是电场中某区域的电场线分布图，A是电场中的一点，下列判断中正确的是() A. A点的电场强度方向向左B. A点的电场强度方向向右C. 负点电荷在A点受力向右D. 正点电荷受力沿电场线方向减小【答案】BD【解析】解：A、B、由图看出，电场线的方向向右，所以A点的电场强度方向向右.故A错误，B错误；C、A点的电场强度方向向右，负电荷受到的电场力的方向与场强的方向相反，是向左.故C错误；D、由图可知，B点处的电场线疏，所以B点的场强小，根据电场力公式

7、F=Eq可知，同一个点电荷在A点所受的电场力比在B点所受的电场力大，正点电荷受力沿电场线方向减小.故D正确故选：BD 11. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是()A. 粒子带负电B. 粒子在A点加速度大C. 粒子在B点动能大D. A、B两点相比，B点电势能较大【答案】AD【解析】解：A、根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向向下，即粒子受力方向与电场方向相反，故粒子带负电.故A正确；B、由于B点的电场线密，所以B点的场强大，粒子所受的电场力大，则A点的加速度较

8、小.故B错误；C、粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，导致动能减少，则粒子在B点动能小，故C错误；D、粒子从A到B，电场力对带负电的粒子运动做负功，电势能增加；所以A、B两点相比，在B点电势能较大.故D正确；故选：AD 12. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A. 在x2和x4处电势能相等B. 由x1运动到x3的过程中电势能增大C. 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【答案】BC【解析】解：A、x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势

9、升高，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；B、x1-x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，B正确；C、由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故C正确，D错误；故选：BC三、计算题13. 如图所示，将点电荷A、B放在绝缘的光滑水平面上.A带正电，B带负电，带电量都是q，它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场.求：两电荷都处于静止状态时，AB连线中点处的场强大小和方向.(已知静电力常数为k)【答案】解：设点电荷在AB连线中点处产生的场强为E

10、1，所加的匀强电场的场强为E0，AB连线中点处的合场强为E.根据点电荷场强的计算公式A点电荷在AB连线中点处产生的场强为：EA=kq(12d)2=4kqd2 方向由A指向B，B点电荷在AB连线中点处产生的场强为：EB=kq(12d)2=4kqd2 方向由A指向B，根据电场叠加原理：E1=EA+EB=8kqd2 方向由A指向B，根据电荷受力平衡和库仑定律有：E0q=kq2d2，得：E0=kqd2 方向由B指向A，根据电场叠加原理：E=E1-E0=7kqd2 方向由A指向B 答：两电荷都处于静止状态时，AB连线中点处的场强大小为7kqd2，方向由A指向B【解析】设点电荷在A、B连线中点处产生的场强

11、为E1，所加的匀强电场的场强为E0，A、B连线中点处的合场强为E.根据点电荷场强的计算公式及电场叠加原理、平衡条件即可求解对于电场的叠加与力的合成相似也遵守平行四边形定则.本题中涉及带电体的平衡问题，关键分析受力情况，运用平衡条件进行研究14. 地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的高度为h.求：(1)匀强电场的场强？(2)若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地？【答案】解：(1)对小球列平衡方程qE=mgtan所以E=mgtanq(2)根据牛顿第二定律，可得丝线断后小球的加速度为a=gcos设小球经

12、过t时间落地，由hcos=12at2得t=2hg【解析】(1)小球受重力、拉力和电场力处于平衡，根据共点力平衡求出电场力的大小，从而得出匀强电场的场强。(2)丝线断掉后，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，结合位移时间公式求出运动的时间。本题考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。15. 真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油

13、滴运动到B点。重力加速度大小为g。(1)油滴运动到B点时的速度；(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。【答案】解：(1)方法一：设油滴质量为m，带电荷量为q，增大后的电场强度为E2，根据题中条件可以判断电场力与重力方向相反；对于匀速运动阶段，有qE1=mg对于场强突然增大后的第一段t1时间，由牛顿第二定律得：qE2-mg=ma1对于场强第二段t1时间，由牛顿第二定律得：qE2+mg=ma2由运动学公式，可得油滴在电场反向时的速度为：v1=v0+

14、a1t1油滴在B的速度为：vB=v1-a2t1联立至式，可得：vB=v0-2gt1；方向向上；方法二：选向上的方向正，由动量定理有：-mg2t+qE1t-qE1t=mv-mv0解得：vB=v0-2gt1；方向向上；(2)设无电场时竖直上抛的最大高度为h，由运动学公式，有：v02=2gh根据位移时间关系可得：v0t1+12a1t12=x1v1t1-12a2t12=x2油滴运动有两种情况：情况一：位移之和x1+x2=h2联立、可得：E2=E1+E1g(g+v024gt12-2v0t1)由题意得E2E1，即满足条件2v0t1-v024gt12g，即当0t1(1+32)v0g才是可能的；情况二：位移之

15、和x1+x2=-h2联立、可得：E2=E1+E1g(g-v024gt12-2v0t1)由题意得E2E1，即满足条件2v0t1+v024gt12(1+52)v0g，另一解为负，不合题意，舍去。答：(1)油滴运动到B点时的速度为v0-2gt1；(2)增大后的电场强度的大小为E1+E1g(g+v024gt12-2v0t1)，t1和v0应满足的条件为0t1(1+32)v0g；或E1+E1g(g-v024gt12-2v0t1)；相应的t1和v0应满足的条件为t1(1+52)v0g。【解析】(1)分析油滴的运动过程，可知其先进行向上的匀速直线运动，到达A处后因电场强度突然增大而开始做向上的匀加速直线运动，

16、经过t1后电场突然反向，油滴开始做匀减速直线运动，并可能在速度减为零后做反向的匀加速直线运动。对电场增大后的两个过程分别列出牛顿第二定律方程，即可求得两个过程中的加速度，而t1又是一个已知量，那么直接使用运动学公式即可求出vB的速度大小；(2)因为油滴最后可能做反向的匀加速直线运动，因此我们不能确定B点的位置究竟在A点上方还是A点下方，故需要分为两种情况讨论。对其中每一种情况，根据运动学公式列出方程，并与竖直上抛的方程进行联立，即可分别求得两种情况下的场强E2的大小；而根据题意，为求出t1与v0满足的条件，只需要使E2E1即可，那么就可以最终求得t1与v0间的关系式。有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系。根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；其二，功和能的关系。根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答。