教科版高中物理必修第三册课后习题 第1章 静电场 分层作业5 非点电荷电场强度的求解电场线和轨迹问题.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

分层作业5非点电荷电场强度的求解电场线和轨迹问题

A组必备知识基础练

题组一非点电荷电场强度的求解

1.如图所示,一电荷均匀分布的带正电的圆环,其半径为R,在垂直于圆环且过圆心O的轴线上有A、B两个点,lAO=3lBO=3R。A、B两点的电场强度大小之比为()

A.1∶2 B.1∶3

C.1∶2 D.2∶1

2.如图所示,在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列,其中A点的小球电荷量为+4q,其余小球电荷量为+q,此时圆心O点的电场强度大小为E,现仅撤去A点的小球,则O点的电场强度()

A.大小为E,方向沿AO连线斜向下

B.大小为E2

C.大小为E3

D.大小为E4

题组二电场线与带电粒子的运动轨迹问题

3.将金属圆环接地后,把点电荷P放置在金属圆环附近,点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示,a、b、c、d均为电场中的点,下列说法正确的是 ()

A.a点的电场强度大于b点的电场强度

B.c点的电场强度小于d点的电场强度

C.点电荷P带负电

D.若将一带正电的试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线运动到c点

4.(重庆八中高二入学考试)如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负点电荷从A点由静止释放,仅在电场力的作用下从A点运动到B点,其运动的v-t图像如图乙所示。负点电荷从A运动到B的过程中,其所在电场的电场线分布可能是()

题组三电场中的动力学问题

5.一带负电荷的点电荷,只在电场力作用下沿曲线abc由a运动到c,已知点电荷的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()

6.如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电荷量为q,重力加速度为g。现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向成θ角。

(1)求匀强电场的电场强度E的大小。

(2)如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E,小球平衡时,绝缘细线仍与竖直方向成θ角,求E的大小。

B组关键能力提升练

7.如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,A、B为垂线上的两点,到薄板的距离均为d。已知图中A点的电场强度为5kq9d

A.大小为5kq3

B.大小为5kq9

C.大小为4kq9

D.大小为kq3

8.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是()

A.粒子必定带正电荷

B.粒子在a点的加速度大于它在b点的加速度

C.在a、b两点的速度大小关系vavb

D.粒子一定由a点运动到b点

9.三根完全相同、带有等量正电荷且电荷均匀分布的14

A.12E B.2

C.23E D.2

10.如图所示,有一水平向左的匀强电场,电场强度为E=1.25×104N/C,一根长L=1.5m、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=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。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=9.0×109N·m2/C2,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)小球B开始运动时的加速度大小;

(2)小球B的速度最大时,与M端的距离r。

C组核心素养拔高练

11.如图所示,匀强电场方向沿与水平方向成θ=30°斜向右上方,电场强度大小为E,质量为m的带负电小球以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致。(重力加速度为g)

(1)若小球所带的电荷量q=mgE,为使小球能做匀速直线运动,求应对小球施加的恒力F1

(2)若小球所带的电荷量q=2mgE,为使小球能做直线运动,求应对小球施加的最小恒力F2

分层作业5非点电荷电场强度的求解电场线和轨迹问题

1.B设圆环的电荷量为Q,将圆环分成n等份,则每一等份的电荷量为q=Qn,每一等份可看成点电荷,每个点电荷在A点处产生的电场强度大小为E1=kqR2+(3R)2=kq4R2

2.C假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q的小球,根据对称性及电场的叠加原理知圆心O处电场强度为0,所以圆心O点处的电场强度大小等效于A点处电荷量为+3q的小球在O点产生的电场强度,有E=k3qR2,方向沿AO连线斜向下;除A点小球外,其余电荷量为+q的小球在O点处产生的合电场强度与在A点处电荷量为+q的小球在圆心O点产生的电场强度大小相等,方向相反,A点处电荷量为+q的小球在圆心O点产生的电场强度大小为