9.3 电场 电场强度 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
9.3
电场
电场强度
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．下述说法中正确的是（　　）
A．根据，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
C．根据，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
D．根据，当两个电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大
2．如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为+q的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，k为静电力常量，则d点处电场强度的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．有一正点电荷只受电场力作用，从静电场中的a点由静止释放。在它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移s变化的关系图像如图所示。该电场的电场线分布应是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．下列说法正确的是（　　）
A．在同一静电场中，电场线可以相交
B．在同一静电场中，电场线越密的地方，电场强度越大
C．正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，其轨迹必定与电场线重合
D．静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向
5．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．在下图各种电场中，A、B两点电场强度相等的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，一质子沿等量异种电荷的中垂线由匀速飞过，质子重力不计。则质子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向的变化情况是（　　）
A．先变大后变小，方向水平向右
B．先变大后变小，方向水平向左
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
8．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，半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为为通过半球顶点与球心O的直线，在直线上有两点，。已知N点的场强大小为E，静电力常量为k，则M点的场强大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，，现在A、B两点放置两点电荷、，测得C点场强的方向与AB平行，且水平向左，则以下判断正确的是（　　）
①带正电
②带负电
③带正电
④带负电
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
10．一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图像如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（　　）
A．＋Q在小球处产生的场强为
B．＋Q在小球处产生的场强为
C．＋q在O点产生的场强为
D．＋q在O点产生的场强为
12．如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止（　　）
A．竖直向上，场强大小为
B．垂直于杆斜向上，场强大小为
C．水平向右，场强大小为
D．垂直于杆斜向上，场强大小为
13．如图所示，为两个等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的点（离点很近）放一静止的点电荷（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（　　）
A．点电荷在从运动到的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大
B．点电荷在从运动到的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C．点电荷运动到点时加速度为0，速度达到最大值
D．点电荷越过点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷的速度为0
三、填空题。本大题共4小题。
14．真空中点电荷的电场
（1）场强公式：E＝k
.
（2）方向：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径______；当Q为负电荷时，E的方向沿半径______．
15．电场线
（1）概念：电场线是画在电场中的一条条______的曲线，曲线上每点的______方向表示该点的电场强度方向．
（2）特点
①电场线从______或无限远出发，终止于______或负电荷．
②同一电场的电场线在电场中______．
③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线______，电场强度较小的地方电场线______．
16．如图所示，一个质量为m的带电液滴在两水平放置的平行金属板之间静止，两板间的场强为E，重力加速度为g，则这个液滴带_________电，电荷量为_________。当两板间场强突然变为原来的2倍时，液滴将向__________运动，其加速度大小等于____________。
17．判断下列说法的正误．
（1）根据电场强度的定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比．（
）
（2）电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向．（
）
（3）由E＝
知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同．（
）
（4）公式E＝
与E＝k
中q与Q含义不同．（
）
（5）若空间中只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．（
）
（6）在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场．（
）
四、解答题。本大题共3小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
18．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，请比较电场中A、B两点的电场强度是否相同，并说明理由。
19．氢原子核只有一个质子，核外有一个电子绕核旋转轨道半径r=5.29×10-11m。已知质子的电荷量大小为1.60×10-19C，求电子轨道处的电场强度大小。
20．在一个带正电的大导体附近P点放一带负电的点电荷，该点电荷的电荷量大小为q，测得它受到的电场力为F。如果q不是足够小，根据计算出的电场强度E′比P点没有放入q时的电场强度E大还是小?为什么?
参考答案
1．C
【解析】A．电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量以及所受的电场力的大小无关，故A错误；
B．电场强度是矢量，遵从矢量合成法则，所以合场强的大小不一定大于分电场的场强大小，故B错误；
C．公式
是电场强度的决定式，由公式可知点电荷激发的电场中，某点处的场强，与场源电荷的电荷量成正比，故C正确；
D．实际中的带电体，都有一定的大小，所以电荷之间的距离，并不能趋近于零，静电力也不会趋向于无穷大，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】由于b点处的电场强度为零，可知，q在b点的场强与圆盘在b点的场强等大反向，可得
方向水平向左，由对称性可知圆盘在d点的电场强度与之相等，方向水平向右，d点的合场强为
方向水平向右。
3．A
4．B
【解析】A．在同一静电场中，因为电场中某点电场的方向是唯一的，如果相交，则该点电场方向有两个。A错误；
B．在同一静电场中，电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方，电场强度越大。B正确；
C．如果电场线是弯曲的，即使正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，其轨迹也与电场线不重合。C错误；
D．静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的正电荷所受电场力的方向。D错误。
故选B。
5．B
【解析】以c球为研究对象，除受另外a、b两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示，c球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知
F静＝2kcos
F静＝Eqc
得
E＝
故选B。
6．C
【解析】A．图中、是同一圆周上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同。故A错误；
B．图中、场强大小不等，方向相同，则电场强度不同。故B错误；
C．图中、是匀强电场中的两点，电场强度相同，故C正确；
D．电场线的疏密表示场强的大小，所以、场强不等，故D错误。
故选C。
7．B
【解析】根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向左，电场强度的大小先增大后减小，则电子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向右，则外力的大小先变大后变小，方向水平向左
故选B。
8．A
【解析】假设在O点的右侧存在一个与半球面AB完全相同的半球面两球面组合成一个完整的球面，则完整球面在N点产生的电场强度大小为
根据电场的矢量叠加原理可得，半球面在N点产生的场强大小为，则根据对称性可知，半球面AB在M点的场强大小也为。
故选A。
9．C
【解析】放在点和点的点电荷在处产生的场强方向在和的连线上，因点场强方向与方向平行，故放在点的点电荷和放在点的点电荷产生的场强方向只能如图所示
由和由，故带负电，带正电，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．B
【解析】由v－t图象可知，负电荷做加速度逐渐减小的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越小，电场强度越来越小，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反
故选B。
11．BC
【解析】AB．对金属小球受力分析，如图所示
故+Q在小球处产生的场强为
A错误B正确；
CD．根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为
D错误C正确。
故选BC。
12．AC
【解析】A．若电场方向竖直向上，此时球受两个力，竖直向上的电场力和竖直向下的重力，根据二力平衡可知
得
故A正确；
BD．若电场方向垂直于杆斜向上，小球受到的电场力方向也垂直于杆斜向上，在垂直于杆的方向小球受力能平衡，而在平行于杆方向，重力有沿杆向下的分力，没有力与之平衡，则小球将向下滑动，不能保持静止，故BD错误；
C．若电场方向向右，此时受三个力，重力、电场力和支持力。重力和电场力垂直于杆方向的分力的合力和支持力等值反向，重力和电场力沿杆方向的分力大小相等方向相反，有
得
故C正确。
故选AC。
13．BCD
【解析】两等量同种正点电荷电场线的分布如图
两等量同种正点电荷在点的电场强度刚好等大、反向，合电场强度为0，负点电荷在点所受的静电力为0，加速度为0，而由图可知，从点往上、往下一小段距离内电场强度都越来越强，加速度也就越来越大。从离点很近处往点运动过程中，静电力方向与运动方向相同，点电荷做加速运动，到点时速度最大。
故选BCD。
14．向外
向内
【解析】略
15．有方向
切线
正电荷
无限远
不相交
较密
较疏
【解析】略
16．负
上
【解析】[1]由题意知，带电液滴在平行金属板之间静止，所以液滴所受的电场力一定与重力大小相等，方向相反，故该液滴带负电；
[2]由
可得
[3][4]当两板间场强突然变为原来的2倍时，液滴所受的电场力也突然变为原来的2倍，即
所以液滴将向上运动，加速度大小为
17．错误
错误
错误
正确
正确
正确
【解析】略
18．大小、方向均不同，理由见解析
【解析】电场线的疏密表示场强大小，电场线切线方向表示电场方向。所以电场中A、B两点的电场强度是A点较大，方向不同。
19．
【解析】氢原子核内的一个质子相当于一个点电荷，电子轨道处的电场强度满足点电荷的场强公式，有
20．，原因见解析
【解析】正电荷会排斥正电荷，吸引负电荷，q为负电荷，当q不是足够小时，由于吸引作用，二者带电中心间距，此时