2022年高中物理第1章静电场3电场强度课时作业新人教版选修3 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．(2017·西藏拉萨中学高二上学期月考) 电场强度E的定义式为E＝，下面说法中正确的是 ( D )A．该定义只适用于点电荷产生的电场B．库仑定律的表达式E＝k可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的库仑力大小；而k可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小C．对E＝，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是产生电场的电荷的电荷量D．电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关解析：电场强度的定义式E＝，采用比值法定义，适用于任何电场故A错误；根据点电荷场强公式E＝k，Q是指场源电荷的电量，所以k可以说是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小，故B错误；电场强度的定义式E＝，该式中F是放入电场中的点电荷受的电场力，q是放入电场中的检验电荷的电量，故C错误；电场强度反映电场本身的特性，由电场本身性质决定，与试探电荷正负无关，故D正确2．如图所示的四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，A图中虚线是一个圆，B图中几条直线间距相等互相平行，则在图中M、N处电场强度相同的是 ( B )解析：电场强度是矢量，电场强度相同必定其大小相等、方向相同。
故答案为B3．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力) ( A ) 解析：根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度与受力如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如A选项中图所示4．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 ( B ) 解析：由电场强度的叠加原理，易判B中O处电场强度最大5．(2016·河北衡水中学高二月考) 真空中距点电荷(电荷量为Q) 为r的A点处，放一个带电荷量为q(q≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为 ( BD ) A． B． C．k D．k解析：Q为场源电荷，q为试探电荷，q受到的是Q产生的电场的作用力根据E＝知B正确根据E＝k知D项正确。
6．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图(箭头未标出) 在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷，受到的电场力大小为F，以下说法正确的是 ( AB ) A．由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小B．a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量C．M点处的场强大小为，方向与所受电场力方向相同D．如果M点处的点电荷电量变为2q，该处场强将变为解析：根据电场线的疏密程度可判A、B正确；M点的场强大小为，方向与电场力方向相反，C错；场强大小与检验电荷电量大小无关，D错二、非选择题7.(2016·南京市江浦高中高二上学期阶段考试) 一根长为L的线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，(重力加速度为g) ，求： (1) 匀强电场的电场强度的大小；(2) 求小球经过最低点时线的拉力答案：(1) (2)mg解析：(1) 小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，由平衡条件得：mgtan37°＝qE解得：E＝(2) 电场方向变成向下后，重力和电场力都向下，两个力做功，小球开始摆动做圆周运动由动能定理：mv2＝(mg＋qE)L(1－cos37°)在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力， T－(mg＋qE) ＝m解得：T＝(mg＋qE) ＋m＝。
能力提升 一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题) 1．(2017·上海市金山中学高二上学期期中) 如图是表示在同一点电荷电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验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 ( D ) A．这个电场是匀强电场B．a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea＞Eb＞Ec＞EdC．a、b、c、d四点的场强方向相同D．a、b、c、d四点一定在同一直线上解析：由F－q图象的斜率大小等于场强的大小得知，四点的场强大小关系是Ea＞Ec＞Eb＞Ed所以此电场是非匀强电场，故A、B错误；由F－q图象的斜率正负反映场强的方向得知，a、b、d三条直线的斜率均为正值，说明三点的场强方向均为正方向，方向相同，而c图线的斜率是负值，说明c点的场强方向为负方向故C错误；因力分别沿正方向和反方向，则说明四点一定在同一直线上；故D正确，故选D2．如图所示，质量为m，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为 ( A ) A．继续匀速下滑B．将加速下滑C．减速下滑D．上述三种情况都有可能发生解析：设斜面的倾角为θ，滑块没有进入电场时，根据平衡条件得：mgsinθ＝f，N＝mgcosθ，又f＝μN得mgsinθ＝μmgcosθ，即sinθ＝μcosθ当滑块进入电场时，设滑块受到的电场力大小为F，根据正交分解得(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ即受力仍平衡，所以滑块仍做匀速运动，故选A。
3．(2017·江西省新余市高二上学期期末) a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧则平衡时可能位置是 ( D )解析：a球带正电，受到的电场力水平向左，b球带负电，受到的电场力水平向右以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，分析受力如图，则上面绳子应向左偏转设上面绳子与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得tanα＝＝以b球为研究对象，受力如图设ab间的绳子与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得tanβ＝得到α＝β，所以根据几何知识可知，b球在悬点的正下方，故D正确，ABC错误4．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷 ( CD )A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝q解析：先将＋q、－q在O点产生的场强合成，因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示。
欲使圆心O处的电场强度为零，所放置的点电荷Q在O点产生的场强方向必须水平向左，且大小也为E0若在A点和B点放置点电荷Q，则它产生的场强只能沿竖直方向，达不到目的若在C点放置点电荷Q，则必为负电荷，且Q＝－q，选项C对若在D点放置点电荷Q，则必为正电荷，且Q＝q，选项D对二、非选择题5．(2016·湖南衡阳八中高二上学期检测) 在一个点电荷Q形成的电场中，建立如图甲所示的Ox坐标轴，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m放在A、B两点的试探电荷所受电场力大小跟其电量的关系图象分别如图乙中直线a、b所示如果放在A点的试探电荷带正电、放在B点的试探电荷带负电，则它们受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同求： (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，并说明理由3) 点电荷Q的位置坐标答案：(1) 40V/m，沿x轴的负方向 (2) 负电 (3) 4.4m解析：(1) 据图乙和场强的定义式可知：EB＝＝40V/m据场强方向的规定可知沿x轴负向2) 由于放在A点的试探电荷带正电、放在B点的试探电荷带负电，而它们受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，所以Q应在AB之间，且带负电。
3) 据图乙和场强的定义式可知：Ea＝＝2.5V/m设Q的位置坐标为x，据点电荷的场强公式得：Ea＝，Eb＝联立以上代入数据解得：x＝4.4m处6．电荷量为q＝1×10－4C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示若重力加速度g取10m/s2，求： (1) 物块的质量m；(2) 物块与水平面之间的动摩擦因数μ答案：(1)1kg (2)0.2解析：(1) 由图可知，前2s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE1－μmg＝ma，2s后物体做匀速直线运动，由力的平衡条件有qE2＝μmg联立解得q(E1－E2) ＝ma由图可得E1＝3×104N/C，E2＝2×104N/C，a＝1m/s2，代入数据可得m＝1kg2) μ＝qE2/mg＝＝0.2。