第十章 静电场中的能量(练案)-【成才之路】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步学习指导（人教版）

▲ 207 ▲ ▲ 208 ▲ 当滑块进入电场时,设滑块受到的电场力大小为 F, 根据正交分解得(mg + F)sin θ = μ(mg + F)cos θ 即受力仍平衡,所以滑块仍做匀速运动,故选 A。 6. BD　 根据两粒子的偏转方向,可知两粒子带异种电荷,但无法确 定其具体电性,故 A 错误;由粒子受力方向与速度方向的关系,可 判断两粒子的速度均增大,故 B 正确,C 错误;从两粒子的运动轨 迹判断,a 经过的电场的电场线逐渐变得稀疏,b 经过的电场的电 场线逐渐变密,说明 a 的加速度减小, b 的加速度增大,故 D 正确。 7. AB 根据电场线的疏密程度可判 A、B 正确;M 点的场强大小为 F q ,方向与电场力方向相反,C 错;场强大小与检验电荷电量大小 无关,D 错。 8. (1)3 × 10 - 3 N　 (2)4 × 10 - 4 kg　 (3)沿初始绳的方向,斜向下做 匀加速直线运动。 因为小球受重力和电场力,其合力恒定不变。 解析:(1)根据电场力的计算公式可得电场力 F = qE = 1. 0 × 10 - 6 × 3. 0 × 103 N = 3. 0 × 10 - 3 N; (2)小球受力情况如图所示: 根据几何关系可得 mg = qEtan θ,所以 m = qE gtan θ = 3 ×10 -3 10 × tan 37° kg =4 ×10 -4 kg; (3)剪断细线的瞬时,因为小球受重力和电场力其合力恒定不变, 沿初始绳的方向,则小球将沿原来细绳的方向,斜向下做匀加速 直线运动。 等级考训练 1. B　 根据对称性和矢量叠加,D 项 O 点的场强为零,C 项等效为第 二象限内电荷在 O 点产生的电场,大小与 A 项的相等,B 项正、负 电荷在 O 点产生的场强大小相等,方向互相垂直,合场强是其中 任一象限内电荷在 O 点产生的场强大小的 2倍,也是 A、C 项场 强的 2倍,因此 B 项正确。 2. C　 负点电荷在从 P 到 O 的过程中,所受的电场力方向向下,做 加速运动,所以速度越来越大,因为在无穷远处场强为零,在 O 处 场强也为零,因此在中垂线上,从 O 向上下两侧,电场强度先增大 后减小,从 P 到 O 的过程中,电场强度大小变化无法确定,所以电 场力变化无法确定,加速度变化无法确定,故 A、B 错误;点电荷运 动到 O点时,所受的电场力为零,加速度为零,然后向下做减速运动, 所以在O点的速度最大,故 C 正确;经过O点后,点电荷做减速运动, 速度越来越小,同理,加速度的大小变化无法确定,故 D 错误。 3. D　 a 球带正电,受到的电场力水平向左,b 球带负电,受到的电场 力水平向右。 以整体为研究对象,整体所受的电场力大小为 2qE, 方向水平向左,分析受力如图,则上面绳 子应向左偏转。 设上面绳子与竖直方向的夹角为 α,则由 平衡条件得 tan α = 2qE2mg = qE mg 以 b 球为研究对象,受力如图。 设 ab 间 的绳子与竖直方向的夹角为 β,则由平衡 条件得 tan β = qEmg 得到 α = β,所以根据几何知识可知,b 球在悬点的正下方,故 D 正 确,ABC 错误。 4. CD　 先将 + q、 - q 在 O 点产生的场强合成,因 为 + q、 - q 与 O 点构成等边三角形,可求出合 场强 E0 方向水平向右,大小 E0 = E1 = E2,如图 所示。 欲使圆心 O 处的电场强度为零,所放置 的点电荷 Q 在 O 点产生的场强方向必须水平 向左,且大小也为 E0。 若在 A 点和 B 点放置点电荷 Q,则它产生 的场强只能沿竖直方向,达不到目的。 若在 C 点放置点电荷 Q, 则必为负电荷,且 Q = - q,选项 C 对;若在 D 点放置点电荷 Q,则 必为正电荷,且 Q = q,选项 D 对。 5. 与水平方向成 α 角偏向右上方　 mgsin αq 　 mgcos α 解析:如图所示,带电小球除受电场力外,还受 自身的重力和细线的拉力,而重力的切向分力 mgsin α 有使小球摆下的效果,为了使小球静 止,电场力至少要平衡掉这个力,即电场力方向 与水平方向成 α 角偏向右上方。 F = qEmin = mgsin α, 所以 Emin = mgsin α q 。 细线对小球的拉力 T = mgcos α。 6. (1)1 kg　 (2)0. 2 解析:(1)由图可知,前 2 s 物块做匀加速直线运动,由牛顿第二 定律有 qE1 - μmg = ma, 2 s 后物体做匀速直线运动,由力的平衡条件有 qE2 = μmg。 联立解得 q(E1 - E2) = ma。 由图可得 E1 = 3 × 104 N / C,E2 =