高中物理课时跟踪检测(三)电场及其描述鲁科选修3-1

课时跟踪检测(三) 电场及其描述 1.下列关于电场的说法正确的是 A.点电荷在其周围空间激发的电场是匀强电场 B.电场线的疏密可以表示电场强弱 C.电场不是物质存在的形式之一 D.电场中的两条电场线可以相交 解析选B 点电荷在其周围空间激发的电场不是匀强电场,选项A错误;
用电场线描述电场时,电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线在某点的切线方向表示场强的方向,选项B正确;
电场是物质存在的一种特殊形式,选项C错误;
试探电荷放入电场中时,只受到一个方向的作用力,如果电场线相交,试探电荷在该点就有两个受力方向了,与事实不符,选项D错误。

2.在电场中某点引入电荷量为q的正电荷,这个电荷受到的电场力为F,则 A.在这点引入电荷量为2q的正电荷时,该点的电场强度将等于 B.在这点引入电荷量为3q的正电荷时,该点的电场强度将等于 C.在这点引入电荷量为2e的正离子时,则离子所受的电场力大小为2e D.若将一个电子引入该点,则由于电子带负电,该点的电场强度的方向将和在这一点引入正电荷时相反 解析选C 电场强度是描述电场力的性质的物理量,它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的,与某点有无电荷或电荷的正负无关,所以排除选项中的A、B、D,而电场力F=Eq不仅与电荷在电场中的位置有关,还与电荷q有关,该题中根据场强的定义式可知该点的场强大小为E=,则正离子所受的电场力大小应为F=E2e=2e,C正确。

3.关于电场线,下述说法中正确的是 A.电场线是客观存在的 B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的 C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同 D.沿电场线方向,场强一定越来越大 解析选C 电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的。电荷运动的轨迹与电场线不一定一致,何况运动轨迹与初速度大小方向有关,可能的轨迹很多,而电场线是一定的,所以B选项也是错的。正电荷在电场中受的电场力方向与该点电场线切线方向相同,而负电荷所受电场力与该点电场线切线方向相反,选项C是正确的。场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关,D选项是错的。

4.图1表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得检验电荷所受电场力与电荷量间的函数关系图像,那么下列说法中正确的是 图1 A.该电场是匀强电场 B.这四点场强的大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec C.这四点场强的大小关系是Ea>Eb>Ec>Ed D.无法比较这四点场强大小关系 解析选B 由公式E=可得,F与q成正比,比值即等于场强E。所以在图中可得斜率越大E越大。

5.如图2所示是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是 图2 A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度 解析选A 电场线总是从正电荷或无穷远处出发,终止于无穷远处或负电荷。所以Q是正电荷,电场线的疏密表示场强的强弱,电场线密的地方电场强,疏的地方电场弱,所以A点的电场强度大于B点的电场强度,故选项A正确。

6.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是虚线是曲线在b点的切线 解析选D 由于该质点只在电场力的作用下沿曲线由a运动到c,所以该质点所受电场力的方向指向曲线凹侧,又该质点带负电荷,则b点的电场强度方向指向曲线凸侧,故A、C错误。因为质点的速率是递减的,所以速度方向与电场力方向夹角大于90,B、D中只有D符合,故B错误,D正确。

7.在图3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 图3 A.A、B两点的场强方向要结合所放两点的试探电荷种类而定 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,无法比较EA与EB的大小 解析选D 场强的大小由电场线的疏密程度决定,由于图中只给出一条形状为直线方向向右的电场线,我们可据此判断出A、B两点场强的方向,而不能比较出A、B两点场强的大小。

8.如图4所示,一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将 图4 A.做自由落体运动 B.做曲线运动 C.沿着悬线的延长线做匀加速直线运动 D.做变加速直线运动 解析选C 烧断悬线前,小球受三个力的作用而平衡,悬线的拉力与重力和电场力的合力等大、反向,烧断悬线后,拉力消失,而另外两个力不变,合力与拉力方向相反,因此小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动,选项C正确。

9.一负电荷从电场中A点静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的vt图像如图5所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 图5 解析选C 由题图可知电荷的速度增大,加速度在增大,即所受的电场力合外力增大,电场强度也必定增大,且负电荷逆着电场线的方向运动,根据题图可以判断C选项符合要求,所以选项C正确。

10. 多选在图6中,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,则由此图可做出的判断是 图6 A.带电粒子带负电荷 B.带电粒子带正电荷 C.带电粒子所受电场力的方向向左 D.带电粒子做匀变速运动 解析选ACD 因带电粒子只受电场力作用而做曲线运动,如题图所示,电场力指向曲线内侧,即电场力的方向与场强方向相反,粒子必带负电;
因粒子在匀强电场中运动,故粒子所受电场力为恒力,做匀变速运动。

11.一个点电荷Q位于坐标轴Ox上某一点,已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m。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的电荷量关系图像如图7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 图7 1B点处电场强度的大小和方向。

2试判断电荷Q的电性,并说明理由。

3点电荷Q的位置坐标。

解析由场强的定义式,结合所给图像,可知A、B两点场强大小即为a、b线段的斜率,可求得EA=40 N/C,EB=2.5 N/C,因为A、B两点的试探电荷电性相反,而受到的电场力却是同方向的,说明场源电荷Q一定在A、B两点之间。而A点处正试探电荷受力方向沿x轴正方向,说明该点场强沿x轴正方向,因而场源Q应带负电荷。设Q离A点距离为rA,有EA=k,EB=k,==,解得rA=0.6 m 所以Q点坐标为x=xA+rA=2.6 m。

答案12.5 N/C 沿x轴负方向 2负电 理由见解析 32.6 m 12.如图8所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30,斜向右上方,电场强度为E、质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致。

图8 1若小球的带电量为q=,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何 2若小球的带电量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何 解析1小球做匀速运动,则受合外力为零,即F1sin α=Eqsin θ+mg,F1cos α=Eqcos θ,解之,α=60,F1=mg。

2为使小球能做直线运动,则小球受的合力必和运动方向在一条直线上,故要求F2与mg的合力与qE在一条直线上,如图乙所示,F2=mgsin 60=,方向斜向左上方与水平方向夹角为60。

答案1mg 方向斜向右上方与水平方向夹角为60 2 方向斜向左上方与水平方向夹角为60 6