1.3静电场电场强度和电场线 课时作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.3静电场电场强度和电场线
课时作业（解析版）
1．关于电场强度，下列认识正确的是（　　）
A．若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0
B．点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比
C．电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同
2．真空中两点电荷，，它们之间的距离为L，则两点电荷连线中点处的电场强度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．0
3．如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．，
4．下列选项中，属于理想模型的是（　　）
A．电场
B．电阻
C．元电荷
D．质点
5．在电场中的a点放一试探电荷+q，它受到的电场力大小为F，方向水平向右，则a点的场强大小为E=，方向水平向右，下列说法正确的是（　　）
A．在a点放置一个负试探电荷-2q，a点的场强变为2E
B．在a点放置一个负试探电荷-2q，a点的场强方向变为水平向左
C．在a点放置一个电荷量为2q的检验电荷，则a点的场强变为2E
D．在a点放置一个电荷量为2q的检验电荷，则a的场强仍为E
6．如图，在绝缘光滑水平面上C点固定一个正的点电荷甲，另一个带负电的小球乙仅受甲的库仑力作用沿椭圆轨道I运动（甲、乙均可视为质点），C点是椭圆轨道的其中一个焦点，A、D点分别为该椭圆轨道的左右顶点。小球乙在某一时刻经过A点时因速度大小突然发生改变（电量不变）而进入以C为圆心的圆形轨道Ⅱ做匀速圆周运动，以下说法错误的是（　　）
A．在甲电荷的电场中，轨道I上的各点，D点的电势最高
B．乙球在轨道I运动时，经过D点时系统的电势能最大
C．乙球在两个轨道运动时，经过A点的加速度大小相等
D．乙球从轨道I进入轨道Ⅱ运动时，系统的总能量减小
7．如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f、等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置，关于O点的电场强度变化，下列叙述正确的是（　　）
A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe
B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od
C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc
D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe
8．如图所示，在竖直放置的光滑的半圆弧形绝缘固定细管的圆心处放一个固定的点电荷，将质量为m、带电量为＋q的可视为质点的小球从圆管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的点电荷在OB中点处的电场强度的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，a和b是点电荷电场中的两点，a点电场强度Ea与ab连线夹角为53°，b点电场强度Eb与ab连线夹角为37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）则关于此电场，下列分析中正确的是（　　）
A．这是一个负点电荷产生的电场，Ea：Eb=3：4
B．这是一个负点电荷产生的电场，Ea：Eb=16：9
C．这是一个正点电荷产生的电场，Ea：Eb=4：3
D．这是一个正点电荷产生的电场，Ea：Eb=16：9
10．如图所示，一根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为m的带电荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球所受电场力的大小为。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于（　　）
A．
B．
C．
D．
11．如图所示，a，b，c三点在固定点电荷Q1、Q2连线的延长线上，Q1带正电。一带正电粒子从a点由静止释放，仅在电场力作用下运动，经b点时速度最大，到c点时速度为零，下列说法正确的是（　　）
A．Q2带正电
B．Q2的电荷量小于Q1的电荷量
C．a、c两点电势相等
D．b点的电场强度比a点大
12．如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O处电场强度等于E0。一过球心的倾斜平面将球面分为两部分，其中。则所分出的较小这部分部分的电荷在O处的电场强度E为（　　）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，M、N为椭圆的两个焦点，在M、N两点分别放置电量均为q的正、负点电荷，椭圆的长轴为AB，短轴为CD，O是椭圆的中心，则下列说法正确的是
A．A、B两点电场强度和电势均不相同
B．C、D两点电场强度和电势均相同
C．将一个负电荷从A点沿椭圆移到B点，电场力做负功
D．椭圆内越靠近M点电势越高，电场强度越大，越靠近N点电势越低，电场强度越小
14．如图所示，在点电荷产生的电场中，将两个带正电的试探电荷、分别置于、两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将、移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（　　）
A．点电势小于点电势
B．、两点的电场强度大小相等
C．的电荷量大于的电荷量
D．在点的电势能等于在点的电势能
15．如图所示，竖直面内一绝缘细圆环的上下半圆分别均匀分布着等量异种电荷，O为圆环的中心。a、b为圆环竖直直径上的两个点，它们到圆环中心O的距离相等。则下列说法正确的是（　　）
A．a点的场强方向竖直向下
B．b点的场强方向竖直向下
C．a、b两点的场强大小相同
D．a、b两点的场强方向相同
参考答案
1．B
【详解】
A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，A错误；
B．点电荷的电场强度公式
表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，B正确；
C．场强公式
只是为研究电场的方便，采用比值法下的定义，所以与该点所放试探电荷的电荷量不成正比，C错误；
D．据场强方向的规定，正电荷所受电场力的方向与该点场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与该点的场强方向相反，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
根据正负点电荷场强方向特点，由场强叠加原理，可得两点电荷连线中点处的电场强度大小为
故选A。
3．A
【详解】
根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，则
故选A。
4．D
【详解】
电场、电阻都是真实存在的物体，不是理想模型；元电荷是最小的电量单位，不是理想模型；质点是理想模型。
故选D。
5．D
【详解】
根据题意可知，a点的场强大小为
E=
方向水平向右，电场强度取决于电场本身，与所放试探电荷的电荷量、电性无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．甲为正的场源电荷，在其周围电场线向外，电势逐渐降低，则D点离甲最远，电势最低，故A错误，符合题意；
B．由电势能
知负电荷在电势最低的D点电势能最大，故B正确，不符合题意；
C．圆轨道和椭圆轨道的同一点，都是相同的库仑力产生加速度
则两轨道经过同一A点时的加速度相等，C正确，不符合题意；
D．乙球从椭圆轨道进入低轨道需要减速，则需要损失部分动能，根据能量守恒定律知系统的总能量减小，D正确，不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
A．由题意可得，正、负点电荷在O处产生的电场强度的大小都为，方向沿Od；当a处点电荷移至c处时，两点电荷在O处的电场强度方向的夹角为120°，合电场强度大小为，方向沿Oe，故A错误；
B．当a处点电荷移至b处时，O处的合电场强度大小为，方向沿Oe与Od的角平分线斜向上，故B错误；
C．当a处点电荷移至e处时，O处的合电场强度大小为，方向沿Oc，故C正确；
D．当a处点电荷移至f处时，O处的合场强大小为，方向沿Oc与Od的角平分线斜向下，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
由A到B，由动能定理得：
在B点，对小球由牛顿第二定律得：
由于是点电荷-Q形成的电场，由得到，即OB中点处的电场强度为
故选D。
9．B
【详解】
设点电荷的电荷量为Q，将Ea、Eb延长相交，交点即为点电荷Q的位置，如图所示
可知Q为负电荷。设a、b两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得
根据点电荷电场强度公式
可知
故B正确，ACD错误。
故选B。
10．C
【详解】
有电场时小球对圆管的压力为
由平衡条件可得
有撤去电场后小球对圆管的压力为
由平衡条件可得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
11．C
【详解】
A．带电粒子经过b点时速度最大，此时合力为零，可知b点的合场强为零，因此Q2带负电．故A错误；
B．b点的合场强为零，说明Q1、Q2在b点产生的场强大小相等，由点电荷场强公式
知，Q2的电荷量大于Q1的电荷量，故B错误；
C．从a运动到c的过程，带电粒子动能的变化量为零，由动能定理知电场力做功为零，则a、c两点电势相等，故C正确；
D．b点的电场强度为零，a点的场强不为零，故D错误．
故选C。
12．B
【详解】
根据对称性，做出球面上的电荷在O点产生的电场分布，如下图所示
由平行四边形定则得到“小瓣”球面上的电荷在O处的电场强度
故B正确，ACD错误。
故选B。
13．BC
【分析】
本题考查点电荷周围的电场分布。
【详解】
A.A点电势为正、B点电势为负，两点的电场强度相同，故A错误；
B.C、D两点电势均为零，电场强度大小、方向相同，故B正确；
C.A点电势为正，B点电势为负，将一个负电荷从A点沿椭圆移到B点，电势能增大，电场力做负功，故C正确；
D.椭圆内越靠近M点电势越高，电场强度越大，越靠近N点电势能越低，电场强度越大，故D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】
A．将、移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功，即电场力做负功，故Q为负电荷，电场线指向负电荷本身，沿电场线电势逐渐降低，故点电势低于点电势，A正确；
B．由点电荷场强公式
可知，A离场源电荷较近，场强较大，B错误；
C．设A、B处的电势分别为为、，把电荷、移动至无穷远(零电势)的过程中电场力做功
由于A点与无穷远的电势差大于B点与无穷远的电势差，故，C错误；
D．电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到参考点过程电场力所做的功，依题意可知，在点的电势能等于在点的电势能，D正确。
故选AD。
15．CD
【详解】
将带电圆环看成若干个点电荷，取关于水平直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则可知，两点荷在a点产生的电场强度方向竖直向上，在b点产生的电场强度方向向上，合成后a点的场强方向竖直向上，同理可知，b点的场强竖直向上，由对称性可知，a、b两点的场强大小相等。
故选CD。