教科版高中物理必修第三册第一章静电场3静电场电场强度和电场线练习含答案

第一章静电场3静电场电场强度和电场线基础过关练题组一对电场及电场强度的理解1.(2024四川遂宁射洪中学月考)关于电场和电场强度,下列说法正确的是()A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在B.电荷间的相互作用是通过电场发生的C.根据电场强度的定义式E=Fq可知,E与F成正比,E与qD.由公式E=kQr2可知,放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大2.(2023湖北武汉部分学校联合体期末)有关电场的理解,下列说法正确的是()A.由E=Fq可知,电场强度E跟放入的电荷qB.只有当电场中存在检验电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在检验电荷无关D.由公式E=kQr2可知,在离带电体很近时,r接近零题组二点电荷的电场电场强度的叠加3.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,虚线是以点电荷所在处为圆心的同心圆。下述关于虚线上A、B、C三点的场强EA、EB、EC的关系判断正确的是()A.EA>ECB.EB<ECC.EA和EB方向相同D.EB和EC方向相同4.(2024广东广州实验外语学校期中)如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r或2r球面上的三点,电荷量为-q的检验电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则()A.Q带负电B.b、c两点电场强度相同C.a、b两点的电场强度大小之比为4∶1D.将a处检验电荷电荷量变为+2q,该处电场强度变为原来的2倍5.(2022江西抚州期末)如图所示,A、B和O为真空中同一直线上的三点,O点为AB的中点,A、B之间的距离为2d。若在A、B点分别放电荷量为+2Q、-Q(Q>0)的点电荷,已知静电力常量为k,则O点处的电场强度大小为()A.kQd2B.C.3kQ26.(2024辽宁沈阳重点高中郊联体月考)如图所示,A、B、C三点是同一圆周上的三等分点,若在B、C两点放等量的正电荷,则A点的电场强度大小为E。若将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相等的负电荷,则A点的电场强度大小应为()A.EB.2EC.3ED.337.(多选题)(2024湖北随州期中)如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点。放在A、B两点的检验电荷受到的静电力跟其所带的电荷量的关系如图乙所示,则()A.A点的电场强度大小为2×103N/CB.B点的电场强度大小为2×103N/CC.点电荷Q在A、B之间D.点电荷Q在O、B之间题组三电场线匀强电场8.(2024四川遂宁蓬溪中学月考)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图为点电荷a、b所形成的电场的电场线分布,以下几种说法正确的是()A.a、b为异种电荷,a的电荷量大于b的电荷量B.a、b为异种电荷,a的电荷量小于b的电荷量C.a、b为同种电荷,a的电荷量大于b的电荷量D.a、b为异种电荷,a的电荷量等于b的电荷量9.(2024四川绵阳实验高级中学期末)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电场强度大小相等、方向相反的是()10.(2023黑龙江绥化期末)如图所示,匀强电场场强的方向与水平方向成θ角,有一带电荷量为q、质量为m的小球,用长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰沿水平方向,重力加速度为g。求:(1)小球的电性及匀强电场场强E的大小。(2)细线受到的拉力大小。能力提升练题组一点电荷电场强度的叠加1.(多选题)(2024四川仪陇马鞍中学月考)图中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是a、b连线的中垂线,P是中垂线上的一点。下列哪些情况能使P点场强方向指向MN的左侧()A.a、b都是正电荷,且Q1<Q2B.a是正电荷,b是负电荷,且|Q1|>|Q2|C.a是负电荷,b是正电荷,且|Q1|<|Q2|D.a、b都是负电荷,且|Q1|>|Q2|2.(多选题)(2023山东菏泽单县五中开学考试)如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+9.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C,分别固定在x坐标轴上,其中Q1位于x=0处,Q2位于x=6cm处。在x坐标轴上()A.电场强度为零的点只有一个B.电场强度为零的点有两个C.x>6cm区域电场强度方向是沿x轴负方向D.x<0区域电场强度方向是沿x轴负方向3.(2024四川绵阳南山中学实验学校期中)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120°。现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,则()A.d点电场强度的方向由d指向OB.O点电场强度的方向由d指向OC.d点的电场强度大于O点的电场强度D.d点的电场强度小于O点的电场强度题组二非点电荷电场强度的叠加4.(2023天津一中期末)三根完全相同、带有等量正电荷且电荷均匀分布的14圆弧状棒AB、CD、EF按如图方式放置,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.12EB.22EC.235.(2023福建三明五校期中)如图所示,电荷均匀分布在半球面上,半球面上所有电荷在半球的球心O处产生的电场强度大小等于E。过球心O有一平面,该平面与半球底面之间的夹角为60°,将半球面分成两部分。则所分出的面积较小的部分球面上的电荷在球心O处产生的电场强度大小等于()A.E4B.E3C.E6.(2024江苏徐州部分学校期初)如图所示,用粗细均匀的绝缘线制成半径为L的圆环,OG为圆环的半径,圆环上均匀地分布着负电荷,在圆环上G处取下足够短的电荷量为q的小段,将其沿OG连线向右移动2L的距离到H处,设圆环其他部分的电荷量与电荷分布保持不变,已知静电力常量为k,则圆心O处电场强度的大小为()A.2kq3L2B.8题组三电场线的应用7.(2024四川宜宾叙州一中开学考试)某一区域的电场线分布如图所示,A、B、C是电场中的三个点,下列说法正确的是()A.该电场线是由正电荷产生的B.没有电场线的地方电场强度为零C.A、B、C三点中B点电场强度最大D.把一个检验电荷放到B点由静止释放,它将沿电场线加速运动8.(经典题)(2024陕西汉中城固二中期中)如图所示,两等量异种点电荷的连线沿水平方向,一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受静电力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右9.(经典题)(2023陕西宝鸡渭滨中学月考)如图所示,带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力,则下列判断中正确的是()A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电C.若粒子是从B运动到A,则其加速度增大D.若粒子是从B运动到A,则其速度减小10.(2023江苏泰州兴化期中)如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一负电荷从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。下列说法正确的是()A.该电场线的方向是由A指向BB.该电荷在运动过程中加速度变大C.A点处的场强比B点处的场强大D.该电场可能是由正点电荷产生的题组四匀强电场中物体的平衡问题11.(2022河南三门峡期末)如图所示,绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为m=4.0×10-3kg,所带电荷量为q=3.0×10-8C,为使小球静止时绝缘绳与竖直方向的夹角为α=37°,可在空间加一匀强电场(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。(1)当所加的匀强电场沿水平方向时,求该匀强电场的大小;(2)若所加的匀强电场最小,求该匀强电场的大小和方向。

答案与分层梯度式解析第一章静电场3静电场电场强度和电场线基础过关练1.B2.C3.A4.C5.B6.D7.AC8.B9.C1.B虽然电场看不见,摸不着,但电场实际存在,A错误;电荷间的相互作用是通过电场发生的,B正确;E=Fq为电场强度的定义式,但E与F、q均无关,C错误;由电场强度的决定式E=kQr2可知,电场强度E与场源电荷的电荷量Q成正比,与r2成反比,与检验电荷无关,D错误。2.C由E=Fq可知,电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力无关,由电场本身性质决定,A错误;电场由场源电荷激发,电场强度由电场本身性质决定,电场强度是反映电场本身特性的物理量,与检验电荷存在与否无关,B错误,C正确;在离带电体很近时,r接近零,带电体不能看成点电荷,E=kQr2不适用,归纳总结电场强度的计算公式(1)场强的定义式E=Fq,适用于一切电场(2)点电荷的场强公式E=kQr23.A离点电荷Q越近的位置场强越大,即EA=EB>EC,选项A正确,B错误;A、C两点的场强方向相同,与B点的场强方向不同,选项C、D错误。4.C电荷量为-q的检验电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,故该位置电场强度的方向背离Q,Q带正电,A错误;由E=kQr2得,b、c两点电场强度大小相等,方向不同,a、b两点的电场强度大小之比为4∶1,B错误,C正确;电场强度由电场本身决定,与检验电荷无关,将a处的检验电荷电荷量变为+2q,该处电场强度不变5.BA、B两处电荷在O点产生的场强方向均向右,根据电场叠加原理有E=k2Qd2+kQd2=k3Qd方法技巧电场强度合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则);对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算。6.D如图,在B、C两点放等量的正电荷,设每个电荷在A点产生的场强大小为E0,则E=2E0cos30°。将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相等的负电荷,则A点的电场强度大小E'=2E0cos60°=33E,故选D7.AC由F=Eq可知,在F-q图像中,图线斜率的绝对值表示电场强度大小,由题图乙知,A点的电场强度大小为2×103N/C,B点的电场强度大小为500N/C,故A对,B错;由题图乙知,A、B两点分别放电性不同的检验电荷,受力方向均为正,说明A、B两点的电场强度方向相反,点电荷Q只能在A、B之间,故C对,D错。8.B电场线从正电荷出发到负电荷终止,由题中图形可知一系列电场线在a、b之间,则a、b一定为异种电荷,由电场线左右不对称可知,两电荷是不等量的,又根据电场线的疏密可知b所带电荷量大,故选B。9.C电场线的切线方向表示电场强度的方向。A中,a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向外;B中,a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向右,所以两点电场强度大小相等,方向相同;C中,a、b两点的电场强度大小相等,a点电场强度方向竖直向上,b点电场强度方向竖直向下;D中,a点的电场强度和b点的电场强度方向分别沿a、b点切线斜向右下方。故选C。10.答案(1)正电mgqsin解析(1)小球的受力如图所示,可知小球所受静电力的方向与场强方向相同,小球带正电。由图可得qEsinθ=mg,得E=mg(2)细线对小球的拉力FT=mg根据牛顿第三定律可知细线受到的拉力大小为mgtan能力提升练1.ACD2.AD3.D4.D5.C6.B7.C8.B9.B10.C1.ACD当a、b两点电荷均为正电荷时,若电荷量相等,则它们在P点的电场强度方向沿NM指向M,当Q1<Q2时,则b点电荷在P点的电场强度比a点电荷在P点的大,所以合电场强度方向偏左,故A正确;当a是正电荷、b是负电荷时,b点电荷在P点的电场强度方向沿Pb指向b点,而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP指向P点,则合电场强度方向偏右,故B错误;当a是负电荷、b是正电荷时,b点电荷在P点的电场强度方向沿bP指向P点,而a点电荷在P点的电场强度方向沿Pa指向a点,则合电场强度方向偏左,与两点电荷电荷量大小无关,故C正确;当a、b是负电荷时,b点电荷在P点的电场强度方向沿Pb指向b点,而a点电荷在P点的电场强度方向沿Pa指向a点,由于|Q1|>|Q2|,则合电场强度方向偏左,故D正确。故选A、C、D。2.AD因Q1>|Q2|,则x<0区域电场强度方向是沿x轴负方向,不存在场强为零的点,在x=0和x=6cm之间的场强沿x轴正方向,也不存在场强为零的点,只有在x>6cm的范围才会有场强为零的点,则电场强度为零的点只有一个,选项A、D正确,B错误;设场强为零的点距离Q2为x,则kQ1(6+x)2=k|Q2|x2,解得x=3cm,则在x=6cm到x=9cm之间的场强沿x轴负方向,3.D设菱形的边长为r,由电场的叠加原理可知,a、c两点处的点电荷在O点的合场强为0,则O点的电场强度等于b点处的点电荷在O点产生的电场强度,方向由O指向d,大小为EO=kQ12r2=4kQr2。由电场的叠加原理可知,a、c两点处的点电荷在d点的合场强方向由O指向d,b点处的点电荷在d点产生的电场强度方向由O指向d,则d点电场强度的方向由O指向d,大小为Ed=2kQr2cos60°+kQr24.D解题关键(1)圆弧状棒AB、CD、EF分别在O点产生的电场强度大小相等,方向通过圆心且背离各段棒的中点;(2)O点的场强是各段圆弧状棒在该点产生的场强的矢量和。根据对称性分析可得,三根相同的带正电圆弧棒可等效成三个正点电荷,其在O点产生的场强如图所示。AB棒与EF棒在O点产生的场强EAB、EEF相抵消,O点电场强度大小为ECD=E,则每个带电圆弧棒在O点产生的场强大小EAB=ECD=EEF=E;撤去AB棒,O点的电场强度为ECD和EEF的矢量和,大小为2E。故选D。5.C把半球面三等分,则每一部分在O点处的场强大小均相等,设为E',方向如图所示依题意可知,半球面在O点的合场强为E,根据矢量合成法则,可得E=2E',所以E'=E2,故选C6.B图形剖析根据对称性可知,余下部分在O点产生的场强为EF=kqL2,方向水平向左;而H处的负电荷在O点产生的场强为EH=kq3L2=kq9L2,方向水平向右,则合场强大小为E=EF-EH=kqL27.C正电荷的电场为向外的辐向电场,电场线不可能是曲线,选项A错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱,没有电场线的地方不代表电场强度为零,选项B错误;A、B、C三点中B点处电场线最密集,则B点电场强度最大,选项C正确;把一个检验电荷放到B点由静止释放,由于电场线不是直线,则它不会沿电场线加速运动,选项D错误。故选C。8.B等量异种点电荷电场分布如图所示。在两电荷连线的中垂线上的点场强方向水平向右,且O点的场强最大,电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动时,受力平衡,因所受的静电力先变大后变小,方向水平向左,则所受的另一个力也是先变大后变小,方向水平向右。故选B。9.B根据做曲线运动的物体所受合外力方向指向曲线内侧,可知静电力与电场线的方向相反,所以不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电,故选项A错误,B正确;电场线密的地方电场强度大,所以粒子在B点时受到的静电力大,在B点时的加速度较大,若粒子是从B运动到A,则其加速度减小,故选项C错误;从B到A过程中