（人教版（2019）必修第三册）高二物理上学期（课中、后）同步试题精编 9.6 专题二：电场力的性质（课中练习）（附参考答案）

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第九章专题二：电场力的性质 课中练一、两等量点电荷周围的电场1.等量同种点电荷的电场（电场线分布如图1）：（1）两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大。（2）两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小。（3）关于中心点O点对称点，场强等大反向。图1　　　　　　　　　 　图22.等量异种点电荷的电场（电场线分布如图2）：（1）两点电荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小（2）两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧。沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大。（3）关于中心点对称的点，场强等大同向。【例题】1. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q．在它们的水平中垂线上竖直固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，则小球（ ）A. 速度先增大后减小B. 受到的电场力先做负功后做正功C. 受到的电场力最大值为D. 管壁对小球的弹力最大值为【课堂练习】2. 如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q．直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点．a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点．下列说法中正确的是( )A. a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小B. a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大C. a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小D. a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大3. 两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图1所示，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　)A. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C. 电子运动到O时，加速度为零，速度最大D. 电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零二、电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析1.带电粒子做曲线运动时，合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向。2.分析方法：由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向；由电场力和电场线的方向可判断带电粒子所带电荷的正负；由电场线的疏密程度可比较电场力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断带电粒子加速度的大小。【例题】4. 如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是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静电力作用，根据此图可判断出该带电粒子（　　）A. 电性与场源电荷的电性相同 B. 在a、b两点所受静电力大小Fa>FbC. 在a、b两点的速度大小va>vb D. 在a、b两点的动能Eka＜Ekb【课堂练习】5. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中点以相同速度垂直于电场线方向飞出两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（　　）A. 一定带正电，一定带负电 B. 的速度将减小，的速度将增加C. 的加速度将减小，的加速度将增加 D. 两个粒子的动能，一个增加一个减小6. 如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象是选项中的(　　)A. B. C. D. 三、电场中的平衡及动力学问题【例题】7. 如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg、带电荷量大小为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)电场强度E的大小；(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小v及方向。【课堂练习】8. 如图所示，光滑斜面（足够长）倾角为37°，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求： (1)原来的电场强度；(2)小物块运动的加速度；(3)小物块2s末的速度和2s内的位移。参考答案1. D【详解】A.由等量异种电荷形成的电场特点，根据小球的受力情况可知小球在细管内运动时，合力为重力，小球速度一直增大，A错误；B.电场力水平向右，不做功，B错误；C.在两点电荷连线中点处小球所受电场力最大，，C错误；D.管壁对小球的弹力与电场力是平衡力，所以最大值为，D正确.2. C【详解】试题分析：根据等量异种电荷周围的电场分布，a、b两点的电场强度的大小相等，方向相同．MN为一条等势线，它上面的场强O点最大，向两边逐渐减小，所以检验电荷在O点受到的电场力最大．一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小．故选项C正确，选项A、B、D错误．故选C．3. C【详解】在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，故加速度向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断．故AB错误；越过O点后，电子做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零．故C正确．根据电场线的对称性可知，越过O点后，电子做减速运动，加速度的变化情况无法判断．故D错误．故选C．4. BC【详解】A．根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向轨迹弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反，A错误；B．a点电场线比b点密，所以a点场强较大，根据F=qE可知带电粒子在a点所受静电力较大，B正确；CD．假设带电粒子由a点运动到b点，所受静电力方向与速度方向之间的夹角大于90°，静电力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即Eka>Ekbva>vb同理可分析带电粒子由b点运动到a点时，也有Eka>Ekbva>vbC正确，D错误。故选BC。5. C【详解】A．物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒子带电性质不定，故A错误；BD．物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90°，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故BD错误；C．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，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确。故选C。6. B【详解】电场线的疏密程度表示场强大小，A点电场线密集，故电场强度大，电场力大，故加速度大，所以粒子的加速度一直减小，由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左下方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，电场力做负功，速度慢慢减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，故B正确．7.【答案】(1) ；(2) 12.5m/s，方向与竖直方向夹角为37°斜向左下【详解】(1)由平衡条件得小球所受电场力F=Eq=mgtanθ所以小球所在处的电场强度的大小(2)细线剪断后，小球所受合力根据牛顿第二定律，小球的加速度所以1s时小球的速度大小v=at=12.5m/s速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。8.【答案】(1)；(2)3m/s2，方向沿斜面向下；(3)6m/s，6m【详解】(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则mgsin37°=qEcos37° (2)当场强变为原来的时，小物块受到的合外力F合=mgsin37°－qEcos37°=0.3mg又F合=ma所以a=3m/s2方向沿斜面向下。(3)由运动学公式v=at=3×2m/s=6m/sx=at2=×3×22m=6m