高中物理配套课时训练1-3新人教版选修3-1

用心爱心专心1第一章第3节1．关于电场，下列说法正确的是()A．由E＝Fq知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B．由E＝kQr2知，E与Q成正比，而与r2成反比C．由E＝kQr2知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同D．电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向解析：选B.因E＝F/q为场强定义式，而电场中某点场强E只由电场本身决定，与是否引入检验电荷及q的大小、正负无关，故A错.E＝kQr2是点电荷Q的电场中各点场强的决定式，故E∝Q/r2是正确的，即B对.因场强为矢量，E相同意味着大小、方向都相同，而在该球面上各处E方向不同，故C错.因所放电荷的电性不知，若为正电荷，则E与＋q受力方向相同，否则相反，故D错，所以答案是B.2．(2010年山东潍坊高二检测)如图1－3－14所示是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是()图1－3－14答案：AD3．如图1－3－15所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上A处自由释放一负试探电荷时，它沿直线向B加速运动，对此现象，下列判断中正确的是(不计重力)()图1－3－15A．若加速度aAaB，则AB一定是正点电荷电场中的一条电场线B．若加速度aAaB，则AB一定是正点电荷电场中的一条电场线C．若加速度aA＝aB，则AB一定是匀强电场中的一条电场线D．无论aA、aB大小关系怎样，AB都可能是等量异号电荷电场中的一条电场线答案：D4.在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时，测得A处的电场强度大小为E，方向与BC边平行沿B指向C.如图1－3－16所示，拿走C处的电荷后，A处电场强度的情况将是()图1－3－16A．大小仍为E，方向由A指向B用心爱心专心2B．大小变为E/2，方向不变C．大小仍为E，方向沿BA向外D．无法确定答案：C5．如图1－3－17所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某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，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出正确判断的是()图1－3－17A．带电粒子所带电荷的正、负B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大解析：选BCD.由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定.设粒子从a运动到b(也可分析从b到a的情况，两种分析不影响结论)，速度方向与电场力夹角大于90°，故速度减小，由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强，带电粒子在a点受电场力较大，从而加速度较大，综上所述B、C、D正确.6.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图1－3－18中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()图1－3－18A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：选D.由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确.7．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图1－3－19所示.要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q()图1－3－19用心爱心专心3A．应放在A点，Q＝2qB．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－qD．应放在D点，Q＝－q解析：选C.由平行四边形定则得出＋q和－q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小.要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，故C选项正确.8．图1－3－20所示为某电场中的一条电场线，在a点静止地放一个带正电粒子(所受重力不能忽略)，到达b点时速度恰好为零，则()图1－3－20A．该粒子从a→b做变加速运动B．电场线的方向一定竖直向上C．a点场强有可能比b点大D．该电场可能是负的点电荷的电场解析：选AB.带电粒子从a→b，速度由零增加，最后又变为零，说明粒子有加速过程和减速过程，其受电场力方向只能是向上的，所以电场线方向必然向上，A、B正确；粒子在a点必有mgqEa，在b点则是mgqEb，故EaEb，故C错误.若是负电荷的电场，则EaEb，不合题意，D错.9.密立根设计的测电荷量的装置如图1－3－21所示.一个很小的带电油滴悬在场强为E的电场中，调节E，使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果E＝1.92×105N/C，油滴所受的重力G＝2.48×10－13N.求油滴的电荷量.图1－3－21解析：由平衡条件得：qE＝G∴q＝G/E＝2.48×10－131.92×105C＝1.29×10－18C.答案：1.29×10－18C10．有一水平向右的匀强电场，场强E＝9.0×103N/C，在竖直平面内半径为0.1m的圆周上取如图1－3－22所示最高点C，另在圆心O处放置电荷量为Q＝1.0×10－8C的带正电的点电荷.试求C处的场强.图1－3－22解析：点电荷在最高点C产生的场强大小为E1＝kQr2，方向竖直向上.C处场强由水平向右的场强E和点电荷在C处产生的场强E1合成，根据矢量合成定则可得：用心爱心专心4EC＝E2＋(kQr2)2＝92×103N/C设该场强与水平方向之间的夹角为θ，则有tanθ＝1，θ＝45°即该场强方向与匀强电场方向成45°角斜向上.答案：92×103N/C，方向与匀强电场方向成45°角斜向上11．如图1－3－23所示，两根长为L的绝缘细线下端各悬挂一质量为m的带电小球A、B，A、B带电荷量分别为＋q和－q，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为E，使联结AB的绝缘细线(长为L)拉直，并使两小球处于静止状态，E的大小应满足什么条件？图1－3－23解析：B球受力如右图所示.由于B球静止，有mg＝Fsin60°①qE＝Fcos60°＋kq2L2＋FT②①②式联立，并考虑到FT≥0，得E≥mg3q＋kqL2.答案：E≥mg3q＋kqL212.带电小球的质量为m，当匀强电场方向水平向右时，小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的A点，图中角θ＝30°，如图1－3－24所示，当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变)，求小球从A点起滑到最低点时对轨道的压力.图1－3－24解析：设小球带电量为q，电场强度大小为E，当场强方向向右时，小球在A点受力如图.由平衡条件得：qE＝mg/tan30°＝3mg.当场强方向竖直向下时，电场力的方向变为竖直向下，小球从A到B的过程中，重力、电场力都做正功.由动能定理得：用心爱心专心5(mg＋qE)R(1－sin30°)＝12mv2－0∴v＝(3＋1)gR设小球到B点时受到的支持力为F′N.则：F′N－(mg＋qE)＝mv2/R代入数据解得：F′N＝2(3＋1)mg由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力F″N＝2(3＋1)mg，方向竖直向下.答案：2(3＋1)mg方向竖直向下