教科版高中物理必修第三册·第一章第3节静电场 电场强度和电场线(同步练习含答案)
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第3节 静电场 电场强度和电场线
1.下列说法正确的是( )
A.在同一静电场中,电场线可以相交
B.在同一静电场中,电场线越密的地方,电场强度越大
C.正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动,其轨迹必定与电场线重合
D.静电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向
2.两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图所示,由图可知( )
A.两质点带异号电荷,且Q1>Q2
B.两质点带异号电荷,且Q1<Q2
C.两质点带同号电荷,且Q1>Q2
D.两质点带同号电荷,且Q1<Q2
3.[多选]如图所示,带箭头的直线是某电场的一条电场线。在这条线上有 两点,分别用 表示两处的电场强度,下列说法正确的是( )
A. 两处的电场强度方向相同
B.电场线从指向所以>
C.因为 在一条电场线上,且电场线是直线,所以=
D. 附近电场线的分布情况未知,、 的大小不能确定
4.如图,在一个点电荷Q附近的a、b两点放置检验电荷。则检验电荷的受力F与其电荷量q的关系图为( )
A. B.C. D.
5.如图所示,在边长为的正方形的每个顶点都放置一个点电荷,其中a和b电荷量均为+q,c和d电荷量均为-q.则电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小是( )
A.0 B. C. D.
6. 如图所示,倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上.为了使质量为m,带电荷量为+q的小球静止在斜面上,可加一平行纸面的匀强电场(未画出),则( )
A.电场强度的最小值为E=
B.若电场强度E=,则电场强度方向一定竖直向上
C.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上,则电场强度逐渐增大
D.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上,则电场强度先减小后增大
7. [多选]质量均为的三个带电小球A、B、C用三根长度均为的绝缘丝线相互连接,放置在光滑绝缘的水平面上,A球的电荷量为+q.在C球上施加一个水平向右的恒力F之后,三个小球一起向右运动,三根丝线刚好都伸直且没有弹力,F的作用线的反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点,如图所示.已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.B球的电荷量可能为+2q
B.C球的电荷量为-2q
C.三个小球一起运动的加速度大小为
D.恒力F的大小为
8.如图所示,在两个等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探电荷由A点沿两点电荷连线移到中点O,再由O 点沿直线移到B点。在该过程中,试探电荷所受的电场力大小和方向如何变化?
9.如图所示,真空中平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长=2.0 m。若将两个电荷量q均为C的点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量=9×109 N·m2/C2,求:
(1)O点的电场强度;
(2)C点的电场强度。
10.如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为。求该匀强电场的电场强度。
11.如图所示,一倾角θ=30°的光滑绝缘斜槽放在方向竖直向下的匀强电场中。有一质量为、电量为的带负电小球从斜槽顶端A处,以初速度沿斜槽向下运动。
第10题图
(1)为了保证小球能到达点B,场强E的大小应满足什么条件?
(2)如果场强的大小E=,求小球的加速度。
12.两个点电荷相距,一个带正电、电荷量大小为Q1,另一个带负电、电荷量大小为Q2,Q1=2Q2。E1和E2分别表示两个点电荷各自在某位置产生的电场强度的大小。在Q1、Q2所在直线上,E1=E2的位置有几个?这些位置的电场强度的大小分别是多少?
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第3节 静电场 电场强度和电场线
参考答案
1.B 2.A 3. AD 4.B 5.D 6.C 7. BC
8.解:等量异种点电荷电场的电场线分布如图所示,在异种点电荷连线及其连线的中垂线上,电场线切线方向水平向右;从A→O,电场线变疏,从O→B,电场线变疏,故正试探电荷受力方向一直水平向右,从A→O试探电荷所受电场力变小,从O→B试探电荷受到的电场力变小。
9. 解:(1)如图甲所示,A、B两点的点电荷在O点处产生的电场强度大小E2=E1,方向相反,故O点的合电场强度E合=0。
(2)A、B两点的点电荷在C点产生的电场强度大小E′2=E′1,据E=,代入数据得,
E′1=E′2=9×109×=4.5×103 N/C。
如图乙所示,根据电场强度叠加原理,则A、B两点电荷在C点的合电场强度E′合=2E′1cos 30°=2×4.5×103× N/C≈7.8×103 N/C。
甲 乙
10. 解:如图所示,欲使两细线保持竖直,由于A、B带异种电荷相互吸引,F=,故必须加一水平向左的匀强电场,设其电场强度为E,应有qE=F,qE=,得出E=,方向水平向左。
11. 分析:本题主要考查对小球进行正确的受力分析。
解:(1)根据受力情况可知,要使小球下滑必须重力大于等于电场力,mg≥Eq,即E≤。
(2)小球受到竖直向下的重力G=mg,竖直向上的电场力F=Eq=,由G>F,所以小球还受到垂直于斜面向上的弹力FN,沿斜面向下的合力
F合=mgsin 30°-Eqsin 30°=,a==。(沿斜面向下)
12. 解:由于Q1=2Q2,E1=E2的位置只能在两点电荷的连线上靠近Q2的位置,以及在连线延长线上Q2的外侧,如图所示A、B两处。
设A距Q1为r1,B距Q2为r2,
在A处,E1=,E2=,即=
解得r1=(2-),E1=
则E合=2E1==
在B处,E1=,E2=,即=
Q1=2Q2,得r2=(+1)
Q1在B处电场强度方向向右,Q2在B处电场强度方向向左,E合=0。