2022年高二物理 第13單元45分鐘過(guò)關(guān)檢測(cè)(訓(xùn)練22 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度)(有解析) 大綱人教版第二冊(cè)

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2022年高二物理 第13單元45分鐘過(guò)關(guān)檢測(cè)(訓(xùn)練22 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度)(有解析) 大綱人教版第二冊(cè)_第1頁(yè)
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1、2022年高二物理 第13單元45分鐘過(guò)關(guān)檢測(cè)(訓(xùn)練22 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度)(有解析) 大綱人教版第二冊(cè) 基礎(chǔ)鞏固·站起來(lái),拿得到! 1.電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)減半 B.若P點(diǎn)沒(méi)有檢驗(yàn)電荷,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零 C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大 D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)放置檢驗(yàn)電荷的帶電性質(zhì)有關(guān) 答案:C 解析:為了知道電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),我們可以把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放于該點(diǎn),其受到的電場(chǎng)力F與自身電荷量q的比值可反映該點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱,但這個(gè)比值對(duì)這一點(diǎn)來(lái)講是個(gè)定值,即該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)本身決定,與檢驗(yàn)電

2、荷大小、正負(fù)、有無(wú)都無(wú)關(guān)系.所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤. 選項(xiàng)C考查電場(chǎng)力公式F=E·q,當(dāng)q一定時(shí),E越大,F(xiàn)就越大. 選項(xiàng)D考查場(chǎng)強(qiáng)方向的判定.判斷某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向,我們可以在該點(diǎn)放置帶正電或負(fù)電的檢驗(yàn)電荷,分析出檢驗(yàn)電荷受力方向,再確定該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向.其實(shí)該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與檢驗(yàn)電荷的正負(fù)、有無(wú)都無(wú)關(guān)系.所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 2.在由一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,在離該點(diǎn)電荷距離為r的一點(diǎn)上,電荷量為q的檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力為F,則離該點(diǎn)電荷距離為r處的場(chǎng)強(qiáng)大小為( ) A.F/q B.Fr02/qr2 C.F0/qr D.Fr0

3、2/qr 答案:B 解析:由庫(kù)侖定律F=k有:Q= Q在r處場(chǎng)強(qiáng)大小E==·=,故B對(duì). 3.下面關(guān)于電場(chǎng)線的論述正確的是(只考慮電場(chǎng)) …( ) A.電場(chǎng)上任一點(diǎn)的切線方向就是點(diǎn)電荷在該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向 B.電場(chǎng)線上任一點(diǎn)的切線方向就是正電荷在該點(diǎn)的加速度方向 C.電場(chǎng)線彎曲的地方是非勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線為直線的地方是勻強(qiáng)電場(chǎng) D.只要初速度為零,正電荷必將在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng) 答案:B 解析:電場(chǎng)線是一組形象描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的假想曲線.電場(chǎng)線上任一點(diǎn)的切線方向是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向,只考慮電場(chǎng)時(shí)即其加速度方向,但不一定是其運(yùn)動(dòng)方向,只有電場(chǎng)線為直線且

4、帶電粒子初速度為零或初速度方向與場(chǎng)強(qiáng)方向平行時(shí),其軌跡才與電場(chǎng)線重合,一般情況下電荷是不能沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)的.只有均勻分布的平行直線的電場(chǎng)線才是勻強(qiáng)電場(chǎng).故選B. 4.在孤立的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,下列說(shuō)法正確的是……( ) A.電場(chǎng)中電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng) B.不存在兩條平行的電場(chǎng)線 C.找不到兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度完全相同的點(diǎn) D.沿著電場(chǎng)線的方向場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越小 解析:孤立的點(diǎn)電荷的電場(chǎng),其電場(chǎng)線是以點(diǎn)電荷為中心的輻射狀的直線,則A、B、C對(duì).但對(duì)正點(diǎn)電荷和負(fù)點(diǎn)電荷,其電場(chǎng)線的指向正相反,對(duì)負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大,故D錯(cuò). 5.兩個(gè)固定的異號(hào)

5、點(diǎn)電荷,電荷量給定但大小不等,用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,則在通過(guò)兩點(diǎn)電荷的直線上,E1=E2的點(diǎn)( ) A.有三個(gè),其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為零 B.有三個(gè),其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零 C.只有兩個(gè),其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零 D.只有一個(gè),該處合場(chǎng)強(qiáng)不為零 答案:C 解析:E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,分析討論時(shí)顯然要用到點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=k,q1和q2把直線分為三個(gè)區(qū)間,所以,我們可以按這三個(gè)區(qū)間分別討論. 設(shè)兩個(gè)異號(hào)電荷的電荷量分別為q1、q2,且q1>q2,如圖所示,按題意可分三個(gè)區(qū)間討論. ①直線上

6、q1的外側(cè),任何一點(diǎn)到q1和q2的距離r1q2,由E=k,可知E1>E2,不存在E1=E2的點(diǎn). ②在q1與q2之間的連線上,離q2較近(即r1>r2)處存在一點(diǎn),使得k=k. 即E1=E2.兩點(diǎn)電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,合場(chǎng)強(qiáng)為2E1或2E2. ③直線上q2的外側(cè),r1>r2,q1>q2,根據(jù)E=k,可知E1和E2有可能相等,但方向相反,合場(chǎng)強(qiáng)為零. 6.如圖所示,點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一a點(diǎn),現(xiàn)在在a點(diǎn)放一電荷量為q=+2×10-8 C的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力為7.2×10-5 N,方向水平向左.則: (1)點(diǎn)電荷Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=____

7、________,方向____________. (2)若在a點(diǎn)換上另一帶電荷量為q′=-4×10-8 C的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力大小為_(kāi)________________,方向?yàn)開(kāi)__________________;此時(shí)點(diǎn)電荷Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=__________________. (3)若將檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)移走,則a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)___________________. 答案:(1)3.6×103 N/C 方向向左 (2)-14.4×10-5 N 水平向右 3.6×103 N/C (3)3.6×103 N/C[] 解析:根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式:E=可得:E=

8、N/C=3.6×103 N/C,電場(chǎng)的方向與正電荷在該處受力方向一致,所以其方向?yàn)椋核较蜃? (2)a點(diǎn)的電場(chǎng)是由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的,因此此電場(chǎng)的分布由電荷Q來(lái)決定,只要Q不發(fā)生變化,a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就不發(fā)生變化,與有無(wú)試探電荷以及試探電荷的電性無(wú)關(guān). 由E=得: F=Eq=3.6×103×(-4)×10-8 N=-14.4×10-5 N,[Z#xx#k] 方向水平向右. (3)電場(chǎng)強(qiáng)度不變. 7.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線,直線與豎直方向的夾角為θ.則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值應(yīng)____________. 答案:mgsinθ/q 解析:依

9、題意,小球所受合外力必與直線重合,欲使電場(chǎng)強(qiáng)度最小,則受力分析如圖: qEmin=mgsinθ Emin=mgsinθ/q. 8.如圖所示,A、B兩個(gè)帶電小球可看成點(diǎn)電荷,用兩根等長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛起來(lái),在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下,A、B保持靜止,懸線都沿豎直方向.已知QA=1.0×10-8 C,A、B相距3 cm,則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)___________,方向?yàn)開(kāi)___________. 答案:1.0×105 N/C 水平向左 解析:依題意,A、B均靜止,A帶正電荷,則B必帶負(fù)電荷,且所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向?yàn)樗较蜃? qAE=k=qBE E=kqA/r2=9.0×109×1

10、.0×10-8/(0.03)2 N/C=1.0×105 N/C. 能力提升·踮起腳,抓得??! 9.一個(gè)單擺的擺球質(zhì)量為m,擺球帶有電荷量為q的負(fù)電荷,在沒(méi)有電場(chǎng)時(shí),單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),周期為T(mén).若在擺動(dòng)過(guò)程中,突然在單擺周?chē)右粋€(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小為mg/q、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),則擺球的運(yùn)動(dòng)可能變?yōu)椋? ) A.靜止不動(dòng) B.勻速直線運(yùn)動(dòng) C.圓周運(yùn)動(dòng) D.周期小于T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 答案:AC 解析:突然加一大小為mg/q、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),對(duì)負(fù)電荷q有:mg=qE,若

11、此時(shí)單擺的速度為零,則擺球在此平衡力作用下靜止不動(dòng);若此時(shí)單擺有速度,則擺球?qū)⒃诶K的張力作用下做圓周運(yùn)動(dòng).故選A、C. 10.把質(zhì)量為M的正點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中無(wú)初速度釋放,電荷只受電場(chǎng)力作用,則以下說(shuō)法正確的是( ) A.點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定和電場(chǎng)線重合 B.點(diǎn)電荷的速度方向總是與所在處的電場(chǎng)線方向一致 C.點(diǎn)電荷的加速度方向總是與它所在處的電場(chǎng)線的切線方向重合 D.點(diǎn)電荷將沿電場(chǎng)線切線方向拋出,做拋物線運(yùn)動(dòng) 答案:C 解析:僅當(dāng)電場(chǎng)線為直線、電荷的初速度為零或者初速度方向和場(chǎng)強(qiáng)方向在一條直線上,且只受電場(chǎng)力時(shí),點(diǎn)電荷的加速度方向才與電場(chǎng)線的切線方向重合. 11.如圖所示,

12、A為帶正電荷Q的金屬板,沿金屬板的垂直平分線、在距板r處放一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,小球受水平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)θ角而靜止,小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn).試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度. 答案:E=,方向水平向右 解析:分析小球的受力如圖所示,由平衡條件得 F=mg·tanθ,且小球帶正電. 所以,小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度E==. 小球帶正電荷,因此電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右. 拓展應(yīng)用·跳一跳,夠得著! 12.如圖所示,M、N為兩個(gè)等量同種電荷,在其連線的中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)靜止的點(diǎn)電荷q(負(fù)電荷),當(dāng)把該點(diǎn)電荷釋放,它只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )

13、A.點(diǎn)電荷在從P到O的過(guò)程中,加速度越來(lái)越大,速度越來(lái)越大 B.點(diǎn)電荷在從P到O的過(guò)程中,加速度越來(lái)越小,速度越來(lái)越大 C.點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零,速度達(dá)最大值 D.點(diǎn)電荷越過(guò)O點(diǎn)后,速度越來(lái)越小,加速度越來(lái)越大,直到速度為零 答案:C 解析:要判斷點(diǎn)電荷q由P到O過(guò)程中,加速度和速度的變化情況,必須先分析q所受電場(chǎng)力的變化情況,也即要分析清楚MN中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的變化情況.此題我們?nèi)舨捎媒馕龅霓k法判斷場(chǎng)強(qiáng)的變化將會(huì)非常繁雜,其實(shí)只要分析判斷出幾個(gè)特殊點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)情況,問(wèn)題即可得解. 由于M、N為兩個(gè)等量同種電荷,O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,又距O無(wú)限遠(yuǎn)的地方場(chǎng)強(qiáng)也為零,而中垂線上其他點(diǎn)的

14、場(chǎng)強(qiáng)不會(huì)為零;顯然,沿中垂線從O到無(wú)限遠(yuǎn),存在一場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)必先增大后減小.若點(diǎn)電荷的初始位置在場(chǎng)強(qiáng)最大點(diǎn)的下方,負(fù)的點(diǎn)電荷q由P到O的過(guò)程中,加速度一直減小,到達(dá)O點(diǎn)時(shí)加速度為零,速度達(dá)最大值;若負(fù)的點(diǎn)電荷q的初始位置在場(chǎng)強(qiáng)最大點(diǎn)的上方,它由P向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,加速度先增大后減小,速度一直增大,到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度最大,所以,選項(xiàng)C對(duì),A、B錯(cuò).當(dāng)負(fù)電荷q越過(guò)O點(diǎn)后,由電場(chǎng)分布的對(duì)稱(chēng)性可知,q所受電場(chǎng)力和運(yùn)動(dòng)的加速度有可能先增大后減小,選項(xiàng)D錯(cuò).綜上所述,本題的正確選項(xiàng)為C. 13.研究表明:地球表面的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零.設(shè)地球表面電場(chǎng)強(qiáng)度的平均值為E(N/C),則地球表面每平方米所帶電荷量為

15、多少?(靜電力常量為k) 答案:q=(C/m2) 解析:乍看起來(lái),此題似乎不可想象,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E,求電荷量問(wèn)題,本節(jié)只涉及到兩個(gè)公式:一是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k;二是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式.本題既不是點(diǎn)電荷的電場(chǎng),也不存在試探電荷q,看起來(lái)用常規(guī)的思維方法似乎行不通.不妨設(shè)想地球是個(gè)規(guī)則球體,地球表面所帶的電荷是均勻分布的,則地球可以看作是一個(gè)孤立的帶電球體.這時(shí),地球外面(包括地球表面)的電場(chǎng),可以等效為一個(gè)點(diǎn)電荷在該區(qū)域所形成的電場(chǎng),這個(gè)點(diǎn)電荷位于地球球心處,點(diǎn)電荷所帶電荷量與地球表面所帶的電荷量相等,那么,地球表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度就等于這個(gè)點(diǎn)電荷在該處所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,基于以

16、上分析,我們可作如下解答. 設(shè)地球表面所帶電荷量為Q,地球半徑為R,則地球表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=k,得Q= 所以地球表面上每單位面積上的電荷量為q== C/m2 在解該題時(shí)注意應(yīng)用“等效”思想. 14.在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q=+1.0×10-9 C,直線MN通過(guò)O點(diǎn),OM的距離r=30 cm,M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=-1.0×10-10 C,如圖所示.求: (1)q在M點(diǎn)受到的作用力; (2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng). 答案:(1)1.0×10-8 N,沿MO指向Q (2)1.0×102 N/C,沿OM連線指向N 解析:(1)由庫(kù)侖定律可得q在M點(diǎn)受到的作用力大小為: F=k=9×109× N=1.0×10-8 N, 方向沿MO指向Q. (2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E== N/C=1.0×102 N/C,方向沿OM連線指向N.其實(shí)E的大小也可以由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=k求得.

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