课时测评5 电场力的性质-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版2019）

课时测评5　电场力的性质 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题4分，共36分) 1.三根电荷均匀分布带有相同正电荷的圆弧状棒AB、CD、EF按如图所示位置放置，其端点均在两坐标轴上，此时O点电场强度大小为E。现撤去AB棒，则O点的电场强度大小变为(　　) A.E B.E C.E D.E 答案：D 解析：三根相同的带电圆弧等效成三个正点电荷，如图所示， 在O点产生的场强大小为E，则每个带电圆弧在O点产生的场强E1＝E，现撤去AB棒，则O点的电场强度大小E2＝＝E，故A、B、C错误，D正确。 2.(2023·广东深圳高二期中)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　) A.－E B. C.－E D.＋E 答案：A 解析：左半球面AB上的正电荷在M点产生的电场等效为带电量为2q的整个球面在M点产生的电场和带电量为－q的右半球面在M点产生电场的合电场，则E＝－E′，E′为带电量为－q的右半球面在M点产生的电场强度大小，带电量为－q的右半球面在M点产生的电场强度大小与带电量为q的左半球面AB在N点产生的电场强度大小相等，则EN＝E′＝－E＝－E，故A正确。 3.如图所示，一负电荷仅在电场力作用下从点a运动到点b，在点a的速度大小为v0，方向与电场方向相同。该电荷从点a到点b的v -t图像正确的是(　　) 答案：A 解析：由题图可知，从a到b过程中，电场线分布越来越密，电场强度增大，所以负电荷所受电场力增大，根据牛顿第二定律可知，负电荷的加速度也增大，负电荷受到的电场力方向和场强方向相反，又负电荷仅在电场力作用下运动，则负电荷做加速度不断增大的减速运动，v -t图像的斜率表示加速度，根据图像分析可知A正确。 4.(多选)如图所示，在真空中一条竖直向上的电场线上有a、b两点，一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向下运动，到达b点时速度恰好为零。则下面说法正确的是(　　) A．该带电质点一定带正电荷 B．该带电质点一定带负电荷 C．b点的电场强度大于a点的电场强度 D．质点在b点所受到的合力一定为零 答案：AC 解析：带电质点在a处由静止释放后向下运动，到达b点时速度恰好为零，则质点先加速下降，后减速下降，故电场力的方向向上，与电场线方向相同，可知该质点一定带正电，A正确，B错误；带电质点到b点时速度减为零，可知质点的运动过程中，合力方向先向下再向上，即电场力先小于重力再大于重力，由电场力公式F＝qE可知，a点的电场强度小于b点的电场强度，C正确；由以上分析可知，质点到b点时速度为零，但合力方向向上，大小不为零，D错误。 5.(多选)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力，则(　　) A．粒子带正电荷 B．粒子加速度逐渐减小 C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度不为零 答案：BCD 解析：带电粒子所受合外力(即电场力)指向轨迹凹侧，结合题图可知带电粒子所受电场力方向偏向左，故粒子带负电荷，A错误；根据电场线疏密表示场强大小可知，从A点运动到B点，场强逐渐减小，由a＝可知，粒子加速度逐渐减小，B正确；粒子从A到B受到的电场力为阻力，粒子速度减小，C正确；由于电场线为直线，粒子轨迹为曲线，故粒子在A点速度不为零，D正确。 6.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则(　　) A．粒子一定带负电 B．粒子一定是从a点运动到b点 C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D．粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度 答案：C 解析：做曲线运动的物体，所受合力指向运动轨迹的凹侧，由此可知，带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，A错误；粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能是从b点沿轨迹运动到a点，B错误；由电场线的分布可知，粒子在c点所受电场力大于在b点所受电场力，由牛顿第二定律可知，粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度，C正确；若粒子从c点运动到a点，电场力方向与速度方向成锐角，所以粒子做加速运动，若粒子从a点运动到c点，电场力方向与速度方向成钝角，所以粒子做减速运动，故粒子在c点的速度一定小于在a点的速度，D错误。 7.如图所示，用两根绝缘线把两个小球悬挂起来，a球电荷量为＋q，b球电荷量为－2q，若两球间的库仑力远小于b球的重力，且两根线都处于绷紧状态，现加一水平向左的匀强电场，待平衡时，表示平衡状态的图是(　　) 答案：C 解析：以a、b整体为研究对象，整体电荷量相当于－q，水平方向受向右的电场力，上面的线向右倾斜；以b球为研究对象，带负电荷，受向右的电场力，下面的线也是向右倾斜的，故C正确。 8.(多选)如图所示，点电荷＋4Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分。现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图像可能是图中的(　　) 答案：BC 解析：根据库仑定律、电场强度公式和电场叠加原理可知，C、D之间合电场强度方向向右，大小逐渐减小到零，所以带负电的粒子向右做加速度减小的减速运动，可能到D点时速度仍未减小到零，也可能到D点之前速度减小到零后反向加速，故B、C正确。 9.(多选)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在电场力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB。下列说法正确的是(　　) A．电子一定从A向B运动 B．若aA>aB，则Q靠近M端且为正电荷 C．若aA>aB，则Q靠近N端且为负电荷 D．无论Q为正电荷还是负电荷，一定有vA>vB 答案：BD 解析：电子运动轨迹为曲线，由物体做曲线运动的条件可知电子所受电场力方向水平向左，因此电场线方向水平向右(M→N)，由运动轨迹不能确定电子运动方向，A错误；若aA>aB，则A靠近场源电荷Q，即Q靠近M端且为正电荷，B正确，C错误；若电子从A到B，电场力做负功，速度减小，vA>vB，若电子从B到A，电场力做正功，速度增大，vA>vB，D正确。 10.(12分)地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m、带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，此时小球到地面的高度为h。 求：(重力加速度为g) (1)小球的电性； (2)匀强电场电场强度的大小； (3)若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地。 答案：(1)小球带正电　(2)　(3) 解析：(1)小球受力情况如图所示，可得小球所受电场力方向和电场强度方向相同，故小球带正电。 (2)对小球由平衡条件可得qE＝mgtan θ 解得E＝。 (3)丝线断掉后，小球在竖直方向做自由落体运动，由h＝gt2得t＝。 11.(12分)如图所示，有一水平向左的匀强电场，电场强度大小为E＝1.25×104 N/C，一根长L＝1.5 m、与水平方向的夹角θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6 C，质量m＝1.0×10－2 kg。将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动。(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)则： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？ 答案：(1)3.2 m/s2　(2)0.9 m 解析：(1)对小球B受力分析，如图所示， 开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动 由牛顿第二定律得mgsin θ－－qEcos θ＝ma 代入数据解得a＝3.2 m/s2。 (2)小球B速度最大时所受合力为零 即mgsin θ－－qEcos θ＝0 代入数据解得r＝0.9 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$