2020新教材高中物理第九章静电场及其应用3电场电场强度课堂检测含解析 人教版必修第三册 4页

电场 电场强度 ‎1.如图所示,实线为电场线(方向未画出),虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a到b的运动轨迹,轨迹为一条抛物线。下列判断正确的是 (　　)‎ A.电场线MN的方向一定是由N指向M B.带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小 C.带电粒子在a点的速度一定小于在b点的速度 D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 ‎【解析】选C。由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动,粒子所受外力指向轨迹内侧,所以粒子所受电场力一定是由M指向N,但是由于粒子的电荷性质不清楚,所以电场线的方向无法确定,故A错误;粒子从a运动到b的过程中,电场力与速度方向成锐角,粒子做加速运动,速度增大,故B错误,C正确;b点的电场线比a点的密,所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故D错误,故选C。‎ ‎2.如图所示,16个电荷量均为+q(q>0)的小球(可视为点电荷),均匀分布在半径为R的圆周上。若将圆周上P点的一个小球的电量换成-2q,则圆心O点处的电场强度的大小为 (　　)‎ A. B. C. D.‎ ‎【解析】选C。圆周上均匀分布的16个都是电量为+q的小球,由于圆周的对称性,圆心处场强为0,则知P处+q在圆心处产生的场强大小为 E1=k,方向水平向左,可知其余15个+q在圆心处的场强E2=E1=k,方向水平向右,-2q在圆心处产生的场强大小 E3=k,方向水平向右。根据电场的叠加有:E2+E3=E,则得E=,故选C。‎ - 4 -‎ ‎【补偿训练】‎ ‎1.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q >0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量) (　　) ‎ A.k　 B.k　　 C.k　 D.k ‎【解析】选B。由b点的合场强为零可得圆盘在b点的场强与点电荷q在b点的场强大小相等、方向相反,所以圆盘在b点的场强大小为Eb=k,再根据圆盘场强的对称性和场强叠加即可得出d点的场强为Ed=Eb+k=k,故选项B正确。‎ ‎2.(多选)如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是 (　　)‎ A.速度先增大,再减小 B.速度一直增大 C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大 D.加速度先减小,再增大 ‎【解析】选A、D。在AB的中垂线上,从无穷远处到O点,电场强度先变大后变小,到O点变为零,故正电荷受电场力沿连线的中垂线运动时,电荷的加速度先变大后变小,速度不断增大,在O点加速度变为零,速度达到最大;由O点到无穷远处时,速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性。如果P、N相距很近,加速度则先减小,再增大。‎ - 4 -‎ ‎3.如图所示为某电场中的一条电场线的直线部分,M、N为这条电场线上的两点,则 (　　)‎ A.该电场一定是匀强电场 B.该电场一定是单个点电荷产生的电场 C.M、N两点的电场强度方向一定相同 D.M、N两点的电场强度大小一定相同 ‎【解析】选C。电场线是直线,可能是点电荷的电场,也可能是匀强电场,故A、B错误;依据电场线某点的切线方向即为电场强度方向,则M、N两点的电场强度方向一定相同,故C正确;由A、B选项分析,可知,M、N两点的电场强度大小不一定相同,故D错误。‎ ‎4.如图所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中心,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe,则下列说法中正确的是(　　)‎ A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右 B.Fd、Fc的方向水平向右,Fe的方向竖直向上 C.Fd、Fe的方向水平向右,Fc=0‎ D.Fd、Fc、Fe的大小都相等 ‎【解析】选A。根据场强叠加原理,等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示,‎ d、c、e三点场强方向都是水平向右,正点电荷在各点所受电场力方向与场强方向可得到A正确,B、C错误;连线上场强由a到b先减小后增大,中垂线上由O到无穷远处逐渐减小,因此O点场强是连线上最小的(但不为0),是中垂线上最大的,故Fd>Fc>Fe,故D错误。‎ - 4 -‎ 情境:地球对物体的万有引力也可认为是通过“场”来实现的。在电场中,电场强度定义为E=,根据定义式还可以得到点电荷形成的电场强度为E=,两个式子的物理意义有所不同。‎ 问题:请你用类比的方法,写出地球“引力场强度”的表达式,并对其中的物理量做出说明。‎ ‎【解析】类比E=,可定义引力场强度为E引=,其中F引代表某点质量为m的物体受到地球的万有引力。或者根据定义式推导出某点的引力场强度为E引=,其中G为万有引力常量,M为地球质量,r为该点到地心的距离且r≥R。‎ 答案:E引=,其中F引代表某点质量为m的物体受到地球的万有引力;E引=,其中G为万有引力常量,M为地球质量,r为该点到地心的距离且r≥R。‎ - 4 -‎