2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電荷與電場(chǎng) 3 電場(chǎng)課時(shí)分層作業(yè)3 教科版選修1 -1.doc

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3 電場(chǎng) 課時(shí)分層作業(yè)(三) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] (15分鐘　48分) 1．(6分)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝可知，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)(　　) A．電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比 B．無(wú)論放入的點(diǎn)電荷所帶的電荷量如何變化，始終不變 C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，放在該點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力不一定為零 D．一個(gè)小球在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零 B　[電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定，與q、F無(wú)關(guān)，若某點(diǎn)E＝0，由F＝Eq可知F＝0，故B選項(xiàng)正確．ACD均不正確．] 2．(6分)在電場(chǎng)中某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力方向向右．當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力方向向左，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右；當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向左 B．只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場(chǎng)強(qiáng) C．該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定向右 D．關(guān)于該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，以上說(shuō)法均不正確 C　[電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，一旦電場(chǎng)確定，則電場(chǎng)中任何一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向就被確定，與放入電場(chǎng)中電荷所帶的電性、電荷量的多少和是否在該點(diǎn)放入電荷無(wú)關(guān)．電場(chǎng)中任何一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)受力的方向，與負(fù)電荷受力的方向相反．綜上所述，正確選項(xiàng)為C.] 3．(6分)(多選)關(guān)于電場(chǎng)線的下列說(shuō)法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032022】 A．電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)正電荷受力方向一致 B．電場(chǎng)線就是電荷在電場(chǎng)中的軌跡線 C．在電場(chǎng)中有電場(chǎng)線的地方場(chǎng)強(qiáng)一定不為零 D．電場(chǎng)線是假想的曲線，用來(lái)形象地描述電場(chǎng) ACD　[A、電場(chǎng)線可以形象表示電場(chǎng)的方向，電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，故A正確； B、電場(chǎng)線與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線、而且電荷從靜止開(kāi)始或初速度方向與加速度在同一直線上，只受電場(chǎng)力時(shí)，電場(chǎng)線與軌跡重合，故B錯(cuò)誤； C、電場(chǎng)線的疏密程度反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，在電場(chǎng)中有電場(chǎng)線的地方場(chǎng)強(qiáng)一定不為零，沒(méi)有電場(chǎng)線的地方場(chǎng)強(qiáng)也不一定為零，故C正確； D、電場(chǎng)線和磁感線都是為了形象的描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)而引入的曲線，是假想的，并不是實(shí)際存在的線，故D正確．] 4．(6分)對(duì)于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032023】 A．電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝，式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量 B．在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為E＝，式中Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量 C．在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式E＝，式中Q是檢驗(yàn)電荷的電荷量 D．在Q的電場(chǎng)中某點(diǎn)，分別放置電量不同的正、負(fù)檢驗(yàn)電荷，電場(chǎng)力大小、方向均不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度也不同 B　[電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝，式中Q指的試探電荷的電荷量，所以A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷作為場(chǎng)源，其電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式為E＝，Q為場(chǎng)源電荷的電荷量，r為某點(diǎn)到場(chǎng)源的距離，則B正確，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無(wú)關(guān)，與受力無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤．故選B.] 5．(6分)圖137中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在該直線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb表示a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小，則(　　) 圖137 A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 B．電場(chǎng)線從a指向b，所以Ea>Eb C．電場(chǎng)線是直線，所以Ea＝Eb D．不知道a、b附近的電場(chǎng)線分布，Ea、Eb的大小不能確定 D　[該電場(chǎng)線為一條直線，由圖可知，電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的方向相同，a、b兩點(diǎn)在一條電場(chǎng)線上，由于無(wú)法判斷電場(chǎng)線的疏密，也就無(wú)法判斷a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．] 6．(6分)法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)，圖138為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖，以下幾種說(shuō)法正確的是(　　) 圖138 A．a(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量 B．a(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量 C．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量 D．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量 B　[由電場(chǎng)線的特點(diǎn)可知，a、b為異種電荷，但無(wú)法判定a、b的電性；由電場(chǎng)線疏密程度不同，b周?chē)妶?chǎng)線比a周?chē)妶?chǎng)線密，說(shuō)明b帶電荷量大于a帶電荷量．] 7．(6分)(多選)關(guān)于電場(chǎng)線的敘述，正確的是(　　) A．沿著電場(chǎng)線的方向電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越小 B．在沒(méi)有電荷的地方，任何兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交 C．電場(chǎng)線是人們假想的，用以形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在 D．電場(chǎng)線是非閉合曲線，始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷 BCD　[電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度就越大．在不同電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電場(chǎng)強(qiáng)度可能變大(如負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng))、可能變小(如正點(diǎn)電荷的電場(chǎng))、也可能不變(如勻強(qiáng)電場(chǎng))或更復(fù)雜，故A錯(cuò)誤．如果兩條電場(chǎng)線相交，根據(jù)電場(chǎng)線的物理意義，則該點(diǎn)有兩個(gè)電場(chǎng)方向．而實(shí)際上電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是惟一確定的，所以電場(chǎng)中任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在元電荷處相交，故B正確．電場(chǎng)線是一種物理模型，是為了形象描述電場(chǎng)而引入的，不是實(shí)際存在的線，故C正確．靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷，電場(chǎng)線不是閉合曲線，故D正確．] 8．(6分)用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向．如圖139是兩個(gè)不等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，A、B是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則(　　) 圖139 A．EAEB，方向不同 D．EA>EB，方向相同 C　[a處電場(chǎng)線比b處密，因此A處電場(chǎng)強(qiáng)度比B處大，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，根據(jù)電場(chǎng)線可知，A、B場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．] [能力提升練] (25分鐘　50分) 9．(6分)A、B為帶電荷量分別為＋Q和－Q的兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，c、d為A、B連線上的兩點(diǎn)，且Ac＝Bd，如圖1310 所示，關(guān)于c、d兩點(diǎn)間電場(chǎng)強(qiáng)度的情況是(　　) 圖1310 A．由c到d電場(chǎng)強(qiáng)度由大變小 B．由c到d電場(chǎng)強(qiáng)度由小變大 C．由c到d電場(chǎng)強(qiáng)度不變 D．由c到d電場(chǎng)強(qiáng)度先變小后變大 D　[c、d兩點(diǎn)處于A、B兩異種點(diǎn)電荷所形成的疊加場(chǎng)中，各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)可由EA＋EB表示，但計(jì)算起來(lái)較為繁雜，可借助電場(chǎng)線來(lái)描繪，如圖所示，從電場(chǎng)線分布看，從c→d過(guò)程中電場(chǎng)線密→疏→密，因此電場(chǎng)強(qiáng)度先變小后變大．] 10. (6分)圖1311中實(shí)線是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上兩點(diǎn)．若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受靜電力作用，下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032024】 圖1311 A．帶電粒子帶負(fù)電荷 B．帶電粒子帶正電荷 C．帶電粒子所受靜電力方向與電場(chǎng)線方向相反 D．帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng) B　[由圖可以看出，帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，不論是由a向b還是由b向a運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡都向左彎曲，表明帶電粒子所受靜電力方向與電場(chǎng)方向相反，帶電粒子應(yīng)帶負(fù)電．因帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受的靜電力是恒力，故運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向不變，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．] 11. (6分)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受靜電力作用，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，它運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖1312所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)分布情況可能是下圖中的(　　) 圖1312 C　[由v t圖象知，負(fù)電荷由A到B速度越來(lái)越大，所以靜電力對(duì)電荷做正功，靜電力的方向與過(guò)A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．由A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度越來(lái)越大，故靜電力越來(lái)越大，電場(chǎng)線越來(lái)越密，故C正確，B錯(cuò)誤．] 12. (6分)如圖1313所示，A、B是某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線，在線上O點(diǎn)放入一個(gè)自由的負(fù)電荷，它將沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，下列判斷中正確的是(　　) 圖1313 A．電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越小 B．電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小的變化由題設(shè)條件不能確定 C．電場(chǎng)線由A指向B，電荷做勻加速運(yùn)動(dòng) D．電場(chǎng)線由B指向A，電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越大 B　[帶負(fù)電的點(diǎn)電荷自由釋放后向B運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力方向由A指向B，則電場(chǎng)線由B指向A，因?yàn)椴恢离妶?chǎng)線的分布情況，所以無(wú)法確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況，也無(wú)法確定電場(chǎng)力的變化情況及加速度a的變化情況，故選項(xiàng)B正確．] 13．(6分)如圖1314(a)所示，AB是一條點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，圖(b)則是放在電場(chǎng)線上a、b處的檢驗(yàn)電荷的電荷量與所受電場(chǎng)力間的函數(shù)圖線，由此可以判定(　　) 圖1314 A．場(chǎng)源是正電荷，位置在A側(cè) B．場(chǎng)源是正電荷，位置在B側(cè) C．場(chǎng)源是負(fù)電荷，位置在A側(cè) D．場(chǎng)源是負(fù)電荷，位置在B側(cè) D　[在Fq圖象中，圖象的傾斜程度表示場(chǎng)強(qiáng)E，則有Ea>Eb.因此，a處電場(chǎng)線比b處電場(chǎng)線密集，所以場(chǎng)源應(yīng)是負(fù)電荷，位置在B側(cè)．] 14．(10分)如圖1315所示，真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷靜止放置在相距r＝0.30 m的A、B兩點(diǎn)．兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶的電荷量分別為Q＝4.010－8C和q＝1.610－9C，靜電力常量k＝9.0109 Nm2/C2.求： 圖1315 (1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間庫(kù)侖力F的大??； (2)B處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。? (3)若將放在B處的點(diǎn)電荷q取走，該處的電場(chǎng)強(qiáng)度有沒(méi)有變化？(不要求說(shuō)明原因) 【解析】　(1)由庫(kù)侖定律得：F＝k帶入數(shù)據(jù)得：F＝N＝6.410－6N，故這兩個(gè)電荷間的相互作用力為：F＝6.410－6N. (2)根據(jù)E＝k，則E＝k＝N/C＝4103 N/C，故B處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為：4103N/C. (3)將放在B處的點(diǎn)電荷q取走，該處的電場(chǎng)強(qiáng)度沒(méi)有變化． 【答案】　(1)6.410－6 N　(2)4103N/C　(3)該處的電場(chǎng)強(qiáng)度沒(méi)有變化 15. (10分)在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q＝＋1.010－9 C，直線MN通過(guò)O點(diǎn)，OM的距離r＝30 cm，M點(diǎn)放一個(gè)試探點(diǎn)電荷q＝－1.010－10 C，如圖1316所示，求： 圖1316 (1)q在M點(diǎn)受到的作用力； (2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)； (3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)； (4)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大？ (5)如果把Q換成－1.010－9 C的點(diǎn)電荷，情況又如何？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032025】 【解析】　(1)q在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力由庫(kù)侖定律可得 F＝k＝9.0109 N ＝1.010－8 N. (2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) E＝＝ N/C＝100 N/C， 方向由M指向N. (3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變?nèi)詾?00 N/C，場(chǎng)強(qiáng)與試探電荷q無(wú)關(guān)． (4)由E＝k可知，離場(chǎng)源電荷Q越遠(yuǎn)，E越小，由于rOMEN. (5)若把Q換成－1.010－9 C的點(diǎn)電荷，各處的場(chǎng)強(qiáng)大小不變，但方向與原來(lái)相反． 【答案】　見(jiàn)解析