2026年人教版高三物理选修3-1第一章电场习题

2026年人教版高三物理选修3-1第一章电场习题一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在静电场中，关于电场强度的定义式E=F/q，下列说法正确的是（）A.电场强度E与试探电荷q成正比，与电荷所受电场力F成反比B.电场强度E仅由电场本身决定，与试探电荷q及电场力F无关C.若试探电荷q取不同值，电场中同一点的电场强度E会随之改变D.该公式适用于任何电场，包括变化的电场和静电场2.一点电荷Q在真空中产生静电场，距离Q为r处的电场强度大小为E。若将试探电荷q从该点沿半径方向移至2r处，则电场力做功（）A.为0，因为电场力不做功B.为qE•r，方向与电场力方向相同C.为qE•r，方向与电场力方向相反D.为-0.5qE•r，因为电场力做功与路径无关3.关于电势和电势能，下列说法正确的是（）A.电势是标量，电势能是矢量B.电势仅由电场本身决定，与试探电荷电量及电势能无关C.在电场中移动试探电荷时，电势能的变化量等于电场力做的功D.若某点的电势为正，则放置正电荷时其电势能一定为正4.一平行板电容器，两极板间距为d，极板间电压为U。若将极板间距减为d/2，其他条件不变，则（）A.电容器电容增大为原来的2倍B.极板间电场强度减小为原来的1/2C.极板间电场力对试探电荷做功增加为原来的2倍D.极板间电势差保持为U5.关于静电场中的等势面，下列说法正确的是（）A.等势面上任意两点间电势差为零B.等势面一定与电场线垂直C.正电荷沿等势面移动时电场力做功不为零D.等势面可以是闭合曲面6.一带电粒子（电荷量为q，质量为m）在静电场中做匀速圆周运动，提供向心力的可能是（）A.单一电场力的切向分量B.两个不同方向电场力的合力C.电场力与洛伦兹力的合力D.静电力与重力的合力7.关于电场线，下列说法正确的是（）A.电场线可以相交B.电场线是闭合曲线C.电场线密集处电场强度较大D.电场线方向即为正电荷受力的方向8.一电子（电荷量为-e，质量为me）从静止开始经电压U加速后进入平行板电容器，极板间电压为U'。若U'大于U，则电子离开电容器时的动能（）A.等于2e(U+U')B.大于2eU'C.小于2e(U+U')D.等于2eU9.关于静电屏蔽，下列说法正确的是（）A.金属空腔内部可以屏蔽外部的电场B.金属空腔内部可以屏蔽内部的电场C.静电屏蔽利用了电场线不能穿入导体内部的特点D.静电屏蔽需要接地才能实现10.一点电荷Q在真空中产生静电场，其电场中某点的电势为φ。若在该点放置一电荷量为2Q的试探电荷，则该点的电场强度大小（）A.变为原来的2倍B.变为原来的1/2C.保持不变D.无法确定二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.电场强度的国际单位制单位是________，电势的国际单位制单位是________。2.一点电荷Q在距离其1m处产生的电场强度大小为100N/C，则Q的电量大小为________C。3.在静电场中，沿着电场线的方向，电势________，电场力做正功。4.一平行板电容器，极板面积为S，间距为d，极板间充满介电常数为ε的介质，其电容表达式为________。5.电势能的表达式为________，其中q为试探电荷的电量，φ为该点的电势。6.在电场中移动试探电荷时，电场力做功与路径________，仅与起点和终点的电势差有关。7.等量异种点电荷产生的电场，其电场线分布具有________对称性。8.一电子在电场中从A点移动到B点，电势能增加1eV，则电场力做功________J。9.静电屏蔽现象表明，金属导体内部电场强度________，电势________。10.一带电粒子在静电场中做匀速直线运动，则该粒子一定处于________电场中。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.电场强度大的地方，电势一定高。（×）2.在电场中移动试探电荷时，电场力做功与路径无关。（√）3.等势面上任意两点间电势差为零，因此沿等势面移动试探电荷时电场力做功为零。（√）4.平行板电容器的电容与其极板间电压成正比。（×）5.电场线是真实存在的曲线，可以形象描述电场的分布。（×）6.一点电荷在电场中移动时，电势能的变化量等于电场力做的功。（√）7.静电屏蔽现象表明，金属导体内部电场强度为零，电势为恒定值。（√）8.等量同种点电荷产生的电场，其电场线分布具有中心对称性。（×）9.一电子在电场中从高电势点移动到低电势点，电势能增加。（×）10.电场线密集处电场强度较大，电场线稀疏处电场强度较小。（√）四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述电场强度的定义及其物理意义。2.解释平行板电容器电容的决定因素，并说明如何增大其电容。3.描述等量异种点电荷产生的电场线分布特点，并说明其电场强度和电势的变化规律。4.解释静电屏蔽的原理及其应用场景。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.一平行板电容器，极板间距为0.02m，极板间电压为200V。若极板间充满介电常数为ε=4的介质，求其电容大小。2.一点电荷Q=+5×10^-6C，在距离其0.5m处放置一试探电荷q=-2×10^-9C，求该点的电场强度大小和方向，以及试探电荷所受电场力大小和方向。3.一电子（电荷量为-e，质量为me）从静止开始经电压U=1000V加速后进入平行板电容器，极板间电压为U'=500V。求电子离开电容器时的动能。4.一金属空腔，内部放置一电荷量为Q的点电荷。若将空腔接地，说明外部电场对空腔内部电场的影响，并解释其原理。【标准答案及解析】一、单选题1.B解析：电场强度E是描述电场性质的物理量，由电场本身决定，与试探电荷q及电场力F无关。公式E=F/q是电场强度的定义式，F是q受的电场力。选项A错误，E与q、F无关；选项C错误，E由电场决定；选项D错误，该公式仅适用于静电场。2.D解析：电场力做功W=qΔφ=q(φ2-φ1)。若试探电荷从r处移至2r处，电场力做功W=qE•Δr•cosθ。由于电场力与位移方向相反，cosθ=-1，且Δr=r。因此W=-qE•r=-0.5qE•r（因为E与r平方成反比）。选项D正确。3.C解析：电势φ是描述电场性质的物理量，由电场本身决定；电势能Ep=qφ，是试探电荷在电场中具有的能量。在电场中移动试探电荷时，电场力做功W=ΔEp。因此电势能的变化量等于电场力做的功。选项A错误，电势能是标量；选项B错误，电势与φ有关；选项D错误，电势能的正负取决于φ的正负。4.A解析：平行板电容器电容C=εS/4πkd。若极板间距减为d/2，电容变为C'=εS/2πkd=2C。选项A正确；选项B错误，电场强度E=U/d，变为2U/d；选项C错误，电场力做功W=qΔφ=q(U-U')，与间距无关；选项D错误，电压仍为U。5.A解析：等势面上任意两点间电势差为零，这是等势面的定义。选项B正确，等势面与电场线垂直；选项C错误，沿等势面移动试探电荷时电场力做功为零；选项D错误，等势面不可能是闭合曲面。6.B解析：电场力提供向心力时，两个不同方向电场力的合力提供向心力。选项A错误，单一电场力的切向分量不能提供向心力；选项C错误，电场力与洛伦兹力的合力一般不提供向心力；选项D错误，静电力与重力的合力一般不提供向心力。7.C解析：电场线密集处电场强度较大，电场线稀疏处电场强度较小。选项A错误，电场线不能相交；选项B错误，电场线不闭合；选项D错误，电场线方向为正电荷受力的方向。8.A解析：电子经电压U加速后动能Ek=eU。进入平行板电容器后，电场力做功W=eU'，电子离开电容器时的动能Ek'=eU+eU'=2e(U+U')。选项A正确。9.A解析：金属空腔内部可以屏蔽外部的电场，这是静电屏蔽的原理。选项B错误，内部电场不为零；选项C错误，静电屏蔽利用的是导体内部电场强度为零的特点；选项D错误，静电屏蔽不一定需要接地。10.C解析：电场强度E=KQ/r^2，仅由电场本身决定，与试探电荷电量无关。选项A、B、D均错误。二、填空题1.N/C，V解析：电场强度的国际单位制单位是牛顿每库仑(N/C)，电势的国际单位制单位是伏特(V)。2.1×10^-6解析：根据E=KQ/r^2，Q=E•r^2/K=100×1^2/(9×10^9)=1×10^-6C。3.降低解析：在静电场中，沿着电场线的方向，电势降低，电场力做正功。4.C=εS/4πkd解析：平行板电容器电容表达式为C=εS/4πkd，其中ε为介电常数，S为极板面积，k为静电力常数，d为极板间距。5.Ep=qφ解析：电势能的表达式为Ep=qφ，其中q为试探电荷的电量，φ为该点的电势。6.无关解析：在电场中移动试探电荷时，电场力做功与路径无关，仅与起点和终点的电势差有关。7.中心解析：等量异种点电荷产生的电场，其电场线分布具有中心对称性。8.-1.6×10^-19解析：电场力做功W=-ΔEp=-1eV=-1.6×10^-19J。9.零，恒定解析：静电屏蔽现象表明，金属导体内部电场强度为零，电势为恒定值。10.匀强解析：一带电粒子在静电场中做匀速直线运动，则该粒子一定处于匀强电场中，否则会受到变力作用。三、判断题1.×解析：电场强度大的地方，电势不一定高。例如，正电荷产生的电场，距离电荷越近电场强度越大，但电势越低。2.√解析：在电场中移动试探电荷时，电场力做功与路径无关，仅与起点和终点的电势差有关。3.√解析：等势面上任意两点间电势差为零，因此沿等势面移动试探电荷时电场力做功为零。4.×解析：平行板电容器的电容与其极板间电压无关，仅由极板面积、间距和介电常数决定。5.×解析：电场线是科学家为了形象描述电场而引入的假想曲线，不是真实存在的曲线。6.√解析：在电场中移动试探电荷时，电场力做功W=ΔEp，即电势能的变化量等于电场力做的功。7.√解析：静电屏蔽现象表明，金属导体内部电场强度为零，电势为恒定值。8.×解析：等量同种点电荷产生的电场，其电场线分布不具有中心对称性，而是呈辐射状。9.×解析：一电子在电场中从高电势点移动到低电势点，电势能减少。10.√解析：电场线密集处电场强度较大，电场线稀疏处电场强度较小。四、简答题1.电场强度的定义及其物理意义答：电场强度E是描述电场性质的物理量，定义为试探电荷q在该点所受电场力F与试探电荷电量的比值，即E=F/q。电场强度的物理意义是描述电场对放入其中的电荷产生作用力的大小和方向。2.平行板电容器电容的决定因素及增大方法答：平行板电容器电容的决定因素包括极板面积S、极板间距d和介电常数ε，表达式为C=εS/4πkd。增大其电容的方法包括增大极板面积S、减小极板间距d或增加介电常数ε。3.等量异种点电荷产生的电场线分布特点及电场强度和电势变化规律答：等量异种点电荷产生的电场线分布具有中心对称性，从正电荷出发，终止于负电荷。电场强度在两电荷连线中点处为零，沿连线方向逐渐增大；电势在两电荷连线中点处最低，沿连线方向先降低后升高。4.静电屏蔽的原理及其应用场景答：静电屏蔽的原理是利用金属导体内部电场强度为零的特点，将外部电场隔绝在导体外部。应用场景包括电子设备的屏蔽罩、避雷针等。五、应用题1.平行板电容器电容计算解：根据C=εS/4πkd，代入数据C=4×8.85×10^-12×S/(4×3.14×10^-7×0.02)=1.77×10^-9×S/F。若极板面积S=0.01m^2，则C=1.77×10^-8F=17.7μF。2.电场强度和电场力计算解：根据E=KQ/r^2，E=9×10^9×5×10^-6/(0.5)^2=180N/C，方向