2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 1.3电场电场强度 课后作业（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
1.3电场电场强度
课后作业（解析版）
1．如图所示，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，则电子除受电场力外，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
2．如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，A、B是电场中的两点，则（　　）
A．EA＞EB，方向不同
B．EA＞EB，方向相同
C．EA＜EB，方向不同
D．EA＜EB，方向相同
3．关于电场，下列说法正确的是（　　）
A．由知，若q减半，则该处电场强度大小变为原来的两倍
B．电场中某点电场强度的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
C．由知，E与Q成正比，而与r2成反比
D．由知，在以Q为球心，r为半径的球面上，各处电场强度均相同
4．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为+2q，右侧点电荷带电荷量为-q，P、Q两点关于两电荷连线对称．由图可知（　　）
A．P、Q两点的电场强度相同
B．M点的电场强度大于N点的电场强度
C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D．两点电荷连线的中点处的电场强度为
5．两个相距很近的等量异种点电荷组成的系统称为电偶极子。某电偶极子由相距为l、电荷量分别为和的点电荷构成，如图所示，取二者连线方向为y轴方向，中点O为原点，建立如图所示的坐标系，P点距坐标原点O的距离为r（），P、O两点间连线与y轴正方向的夹角为，下面给出P点的电场强度E的大小的四个表达式中，只有一个是合理的。你可能不会求解E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性作出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．利用如图甲所示的装置进行静电除尘，在金属杆和圆桶之间加上高压，可使桶内空气中的粉尘颗粒带负电，粉尘颗粒在静电力作用下飞向圆桶壁聚集，圆桶内电场线分布俯视图如图乙所示。忽略粉尘颗粒间相互作用力，对于圆桶中的某一带负电的粉尘颗粒，下列说法正确的是（　　）
A．越靠近金属杆所受静电力越大
B．越靠近金属杆所受静电力越小
C．在圆桶中运动时所受静电力始终不变
D．在圆桶中所受静电力方向始终与电场线方向相同
7．a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，∠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，下列说法正确的有（　　）
A．d点电场强度的方向由d指向O
B．O点电场强度的方向由d指向O
C．O点的电场强度大于d点的电场强度
D．O点的电场强度小于d点的电场强度
8．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O，将电荷量分别为＋q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示。要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（　　）
A．应放在A点，Q=2q
B．应放在B点，Q=-2q
C．应放在C点，Q=-q
D．应放在D点，Q=-q
9．如图所示，16个电荷量均为的小球（可视为点电荷），均匀分布在半径为R的圆周上。若将圆周上P点的一个小球的电荷量换成，则圆心O点处的电场强度为（　　）
A．，方向沿半径向左
B．，方向沿半径向左
C．，方向沿半径向右
D．，方向沿半径向右
10．某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图所示，沿半径方向汇聚于轴线O，已知a点与b点在用一半径上，c点与b点到轴线O距离相同，以下说法正确的是（　　）
A．该电场是匀强电场
B．a点场强大于b点场强
C．a点与c点场强相同
D．c点与b点场强大小相同
11．如图所示，等量异种点电荷固定在同一水平线上的P、Q两点，竖直固定的光滑绝缘杆与PQ的中垂线重合，O为PQ的中点，a、b是PQ连线上的两点，c、d
是中垂线上的两点，acbd为菱形。电场强度用E表示，电势用φ表示。一带少量负电的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自c点无初速释放（　　）
A．φa大于φO，φO大于φc
B．Ea大于EO，EO大于Eb
C．在c到d的过程中，小球速度先增大后减小
D．在c到d的过程中，小球对杆的作用力方向始终水平向左
12．关于电场和电场线，下列说法正确的是（　　）
A．电场和电场线都是客观存在的
B．没有画电场线的地方不存在电场
C．电场线的方向即带电粒子的运动方向
D．电场线越密，电场强度越大
13．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，电量为-q（q>0）的试探电荷在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．-q在a处的电势能小于-q在b处的电势能
D．a、b两点的电场强度大小之比为2︰1
14．在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成60°角，b点的场强方向与ab连线成30°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　）
A．正电、3E
B．负电、3E
C．正电、
D．负电、
15．在真空中有一匀强电场，电场中有一质量m=0.01g，带电荷量q=-2×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动，
，则（　　）
A．场强的方向一定沿水平方向
B．场强的方向一定竖直向下
C．场强的方向一定竖直向上
D．场强的大小一定为
16．如图所示，在正方形的四个顶点各放一电荷量均为的点电荷（电性如图所示），、、、是正方形边长的中点，则以下说法中正确的是（　　）
A．、、、四点的场强相同
B．、两点的场强一定等大且反向
C．、两点的场强一定等大且同向
D．、连线中点的场强方向一定垂直于该连线
17．如图所示，真空中两个点电荷静止放置在相距的、两点.两个点电荷所带的电荷量分别为和，静电力常量。求：
（1）两个点电荷之间库仑力的大小；
（2）处的电场强度的大小及方向（“水平向右”或“水平向左”）；
（3）若将放在处的点电荷取走，该处的电场强度有没有变化，其大小是多少？（不要求说明原因）
18．场源电荷，是正点电荷；检验电荷，是负点电荷，它们相距r=2m而静止，且都在真空中，如图所示，，求：
(1)q受的电场力的大小和方向；
(2)场源电荷Q在B点产生的场强EB的大小和方向。
19．两个点电荷相距l，一个带正电、电荷量大小为Q1，另一个带负电、电荷量大小为Q2，Q1=2Q2。E1和E2分别表示两个点电荷各自在某位置产生的电场强度的大小。在Q1、Q2所在直线上，E1=E2的位置有几个?这些位置的电场强度的大小分别是多少?
20．把试探电荷放到电场中的点，测得它所受的静电力为；再把它放到点，测得它所受的静电力为。点和点的电场强度之比是多少？再把另一个电荷量为的试探电荷放到另一点，测得它所受的静电力也是。点和点的电场强度之比是多少？
参考答案
1．B
【详解】
在AOB线上的场强方向水平向右，且在O点的场强最大，可知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，因所受的电场力先变大后减小，方向水平向左，则所受的另一个力的大小也是先变大后变小，方向水平向右。
故选B。
2．A
【详解】
因A点电场线较B点密集，可知A点场强较大，且两点的场强方向不同。
故选A。
3．C
【详解】
A．电场强度定义式
为比值定义，电场强度大小仅仅与比值有关，与试探电荷的带电量无关，因此试探电荷q减半，则该处电场强度不变，A错误；
B．电场中某点电场强度的方向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向，B错误；
C．根据电场强度的定义式可推的点电荷周围的电场强度大小
可知E与Q成正比，而与r2成反比，C正确；
D．由公式
可知，在以Q为球心，r为半径的球面上，各处电场强度大小相等，但方向不同，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．根据图像可知，P点场强方向与Q点场强方向不同，P、Q两点的电场强度不相同，A错误；
B．电场线的疏密表示电场强度的大小，M点的电场强度大于N点的电场强度，
B正确；
C．把同一试探电荷放在N点，因M点的电场强度大于N点的电场强度，根据
那么M点所受电场力大于放在N点所受的电场力，C错误；
D．依据点电荷的电场强度公式
及叠加原则，则两点电荷连线的中点处的电场强度为
D错误。
故选B。
5．A
【详解】
CD．对比
可知表达式单位错误，CD错误；
AB．在x轴上选取一点，则由场强决定式和矢量叠加可知
此时，可知分子上是l不是r，B错误A正确。
故选A。
6．A
【详解】
ABC．由图中电场线的分布知，越靠近金属杆电场线越密集，故越靠近金属杆粉尘颗粒所受到静电力越大，故A正确，BC错误；
D．由于粉尘带负电，所以在圆桶中所受静电力方向始终与电场线方向相反，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
AB．由电场的叠加原理可知，d点电场的方向为由O指向d，O点的电场方向也是由O指向d，故AB错误；
CD．设菱形的边长为r，根据点电荷电场强度表达式
三个点电荷在d点产生的场强大小相等，由场强的叠加可知，d点的场强大小
O点的场强大小为
可见d点的电场强度小于O点的电场强度，故D错误，C正确。
故选C。
8．C
【详解】
两个点电荷在O点产生的场强大小都为
?，两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为，方向水平向右，所以最后一个电荷在O点产生的场强大小为，方向水平向左，才能使圆心处的电场强度为零，所以，应在C点放电荷
的电荷。
故选C。
9．C
【详解】
圆心O点处的电场强度可以看成在P点放的点电荷在O点产生的电场。根据点电荷电场强度公式和场强叠加原理，O点处的电场强度为
方向向右，选项C正确，ABD错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．由图可知，电场线疏密不均匀，不是匀强电场，A错误；
B．电场线的疏密表示场强的大小，b点电场线密场强大，B错误；
C．a点与c点场强方向不同，场强不相同，C错误；
D．根据点电荷的场强公式
c点与b点到轴线O距离相同，所以c点与b点场强大小相同，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，知c、O、d三点的电势相等，根据顺着电场线方向电势降低，知a点的电势最高，可知一定大于，
而等于，故A错误；
B．在两电荷连线上，O点处电场线最疏，场强最小，在两电荷连线中垂线上O点场强最大，根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知a、b两点的场强最大，故B错误；
CD．负电的小球从c点沿着光滑绝缘杆移动到d点，因电场力总是水平向左，则电场力不做功，但由于重力做正功，则动能变大，则小球的速度也变大，故C错误；D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．电场是客观存在的，电场线是人们假想的曲线，选项A错误；
B．没有画电场线的地方同样也可能存在电场，选项B错误；
C．电场线的方向一般不是带电粒子的运动方向，选项C错误；
D．电场线越密，电场强度越大，选项D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，电场强度方向背离Q，则Q带正电，A错误；
B．根据公式
知，b、c两点电场强度大小相同，方向不同，B错误；
C．根据公式
b两点与Q距离之比为1:
2，所以a、b两点的电场强度大小之比为4:
1,
C正确；
D．场强由电场本身决定，与检验电荷无关，所以a处的试探电荷电量变为2q，该处场强不变，D错误。
故选C。
14．C
【详解】
将场强、反向延长，交点即为点电荷所在的位置，如下图所示，由于电场方向向外，故该点电荷带正电，根据几何知识可得，a点到Q的距离为，则b点到Q的距离为，a、b两点到Q的距离之比为,由
可得a、b两点的场强之比为,得出
故C正确，ABD错误。
故选C。
15．BD
【详解】
ABC．尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动，受到的电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，而尘埃带负电，所以电场强度方向竖直向下，AC错误B正确；
D．根据平衡条件得
解得
D正确。
故选BD。
16．BD
【详解】
A．、、、四点的场强大小相等方向不同，所以A错误；
B．、两点的场强一定等大且反向，所以B正确；
C．、两点的场强一定等大且反向，所以C错误；
D．两个负电荷在、连线中点的场强方向指向靠近的负电荷，两个正点电荷在在、连线中点的场强方向也是靠近的负电荷，则该点的合场强方向一定垂直于该连线，所以D正确；
故选BD。
17．（1）；（2）方向为水平向右；（3）
【详解】
(1)由库仑定律得：
代入数据得
;
(2)由电场强度的定义，知点处电场强度的大小为
方向为水平向右;
(3)将放在处的点电荷取走，该处的电场强度没有变化，原因是电场强度是通过比值定义得来的，大小为
18．(1)1.8N，方向是由B指向A；(2)；方向由A指向B
【详解】
(1)根据库仑定律得q受的电场力的大小为
q受的电场力的方向是由B指向A
(2)根据电场强度的定义式有
解得
B点的场强的方向由A指向B
19．2个，2E1或2E2，0
【详解】
根据点电荷的电场强度可知
则有带正电Q1的电场强度大小为
另一个带负电-Q2的电场强度大小
要使E1和E2相等，则有
而满足此距离有两处：一处是两点电荷的连线间，另一处是负电荷外侧。由于异种电荷，所以在两者连接的一处，电场强度为：2E1或2E2；而在负电荷Q2的外侧的一处，电场强度为零。
20．，
【详解】
由电场强度的定义式可得
联立可得
C点的场强为
故可得