1.3静电场 电场强度和电场线 达标作业（word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.3静电场 电场强度和电场线达标作业（解析版）
1．关于静电场的电场线，下列说法正确的是（　　）
A．电场线是闭合的
B．电场线是客观存在的
C．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
D．电场线上各点的切线方向与该点的电场强度方向一致
2．下列说法不正确的是（）
A．元电荷是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电量
B．电场线是假想的，它们一定不会相交
C．元电荷就是点电荷
D．电场线越密，电场强度越大；沿着电场线方向，电势越来越低
3．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境
B．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律
C．伽利略开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法
D．库仑发现了库仑定律，并且进一步提出了“电场”的概念
4．下列关于电场线的说法正确的是
A．电场中任何两条电场线都可以相交
B．沿电场线的方向，电场强度逐渐减小
C．电场线越密的地方电场强度越大
D．电场线一定与带电粒子在电场中的运动轨迹重合
5．下列说法中正确的是（　　）
A．在公式中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小
B．由公式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受到的电场力成正比
C．公式只适用于真空中点电荷产生的电场
D．电场线是电荷在电场中的运动轨迹
6．下列对电学知识的说法正确的是（　　）
A．物体带电量有可能是3×10-19C B．电势为零的地方电场强度一定为零
C．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律 D．以点电荷为球心的球面上各点的电场强度相同
7．关于电场强度定义式E=F/q，以下说法正确的是( )
A．电场中某点的场强的大小与电荷在该点所受的静电力成正比，与电荷量成反比
B．放在电场中某点的电荷所受的静电力大小与该电荷的电荷量成正比
C．将放在电场中某点的正电荷改为-q，则该点的场强大小不变，方向反向
D．若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零
8．电场线可以直观地描述电场的方向和强弱，关于电场线，下列说法正确的是( )
A．电场线在电场中真实存在
B．在同一电场中，电场线密集的地方电场强
C．在同一电场中，没有画出电场线的地方一定是没有电场
D．电场线上某点电荷受力方向就是该点的电场方向
9．下列说法中正确的是
A．沿电场线方向电势降低，但场强不一定减小
B．电场线密集处场强大，电势高
C．在电势高处电荷具有的电势能大
D．场强为零处，电势一定为零
10．如图所示，是点电荷电场中的一条电场线，则( )
A．a点场强一定大于b点场强
B．形成这个电场的电荷一定带正电
C．正电荷在a处受到的静电力大于其在b处的静电力
D．在b点由静止释放一个电子，将一定向a点运动
11．下列各图中，错误描绘电荷的电场线的是（　　）
A． B．C．D．
12．对于场强，本节出现了E =和E =k两个公式，你认为下列认识正确的是（ ）
A．q表示场中的试探电荷、Q表示场源电荷
B．第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场求场强，且E的方向和F一致
C．E随q的增大而减小，随Q的增大而增大
D．从第二个公式看，拿走Q后，E就不存在了
13．如图所示，O是等量异种点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D在两电荷连线上，也关于O点对称。则（　　）
A．B、C两点场强大小相等，方向相反
B．A、D两点场强大小和方向都相同
C．B、O、C三点比较，O点场强最大
D．E、O、F三点比较，O点场强最大
14．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点，现有一检验电荷q（电性未知）以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（检验电荷只受电场力作用），q运动的速度图象如图乙所示．则
A．Q2必定是负电荷
B．Q2的电荷量必定大于Q1的电荷量
C．从b点经a点向远处运动的过程，检验电荷q所受的电场力一直减小
D．a点比b点电势高
15．（1）如图所示，在正点电荷Q的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？
（2）如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图所示的位置，P点的电场强度多大？
16．如图所示，真空中光滑绝缘的水平面上有两个等量异号的点电荷，电荷量Q，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加一水平方向的匀强电场，静电力常量为k。求：
①两电荷之间的库仑力的大小；
②所加匀强电场的场强E的大小和方向。
参考答案
1．D
【详解】
A．电场线始于正电荷（无穷远），终于负电荷（无穷远），不是闭合曲线，A错误；
B．电场是客观存在的，但电场线是为了形象描述电场而虚拟出来的，B错误；
C．带电粒子的运动轨迹与电场线不一定重合，如带电粒子在匀强电场中的类平抛运动，C错误；
D．电场线上各点的切线方向与该点的电场强度方向一致，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
试题分析：元电荷是表示最小的电荷量，而所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍，而电子或质子所带电荷量在数值与元电荷的数值相等，所以A选项正确；电场线是人们引入形象描述电场的线，在电场中的任意一点的场强方向只有一个方向，所以任意两条电场线不能相交，所以B 选项正确；元电荷不是点电荷，所以C选项错误；根据电场的特点D选项正确，注意本题是选择错误的选项，所以只选C选项．
考点：元电荷 电场线的特点
3．C
【详解】
A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，揭示亚里士多德的理论本身存在矛盾，A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，B错误；
C．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，C正确；
D．“电场”概念是由法拉第提出的，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
电场中任何两条电场线都不可以相交，选项A错误； 沿电场线的方向，电场强度不一定逐渐减小，选项B错误； 电场线越密的地方电场强度越大，选项C正确； 电场线不一定与带电粒子在电场中的运动轨迹重合，选项D错误；故选C.
5．A
【详解】
A．库仑定律公式公式
中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小，故A正确；
B．电场强度的定义采用的比值定义法，E与F及q均无关，是由电场本身的性质决定的；故B错误；
C．公式
适用于任何电场；故C错误；
D．电场线是为了形象描述电场而引入的虚拟的线，不是电荷的运动轨迹；故D错误。
故选A。
【点睛】
本题考查对电场强度两公式的理解能力，首先要理解公式中各个量的含义，其次要理解公式的适用条件。
6．C
【详解】
A．物体带电量必然是元电荷1.6×10-19C的整数倍，故物体带电量不可能是3×10-19C，故A错误；
B．电势为零的地方电场强度不一定为零，两者没有必然的联系，故B错误；
C．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，故C正确；
D．以点电荷为球心的球面上各点的电场强度大小相同，方向不同，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
试题分析：A、电场中某点的电场强度与放入电场中的电荷、以及电荷所受的电场力无关，故A错误；
B、根据F=qE知，电荷在某点所受的电场力与电荷量成正比，故B正确；
CD、电场中某点的电场强度的大小和方向与放入电场中的电荷无关，即使将检验电荷移走，该点的电场强度不变，故C、D错误．
故选B．
考点：电场强度．
【名师点睛】解决本题的关键知道电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与放入电场中的有无电荷、电荷量的多少、电荷所受的电场力都无关系，只由电场本身的性质决定．根据F=qE知，电荷在某点所受的电场力与电荷量成正比．
8．B
【详解】
试题分析：电场线在电场中不是真实存在的，是假想的曲线，选项A错误；在同一电场中，电场线密集的地方电场强，选项B正确；在同一电场中，没有画出电场线的地方不一定是没有电场，选项C错误；电场线上某点正电荷受力方向就是该点的电场方向，选项D错误；故选B.
考点：电场线
【名师点睛】此题是对电场线的考查；要知道电场线是为了描述电场而假想的曲线；电场线的疏密反应场强的大小，切线方向表示场强的方向；正电荷在该点的受力方向是电场强度的方向.
9．A
【详解】
A、沿电场线方向电势降低，但场强不一定减小，例如在匀强电场里，场强大小处处相等，故A正确；
B、电场线密集处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故B错误；
C、据电势能公式可知，正电荷在电势高处电荷具有的电势能大，负电荷在电势高处电荷具有的电势能小，故C错误；
D、场强为零处，电势不一定为零，例如等量同种电荷的连线中点，故D错误；
故选A．
【点睛】电场强度和电势都是描述电场本身性质的物理量，可根据电场线的物理意义来理解它们之间的关系：场强大小看电场线的疏密，而电势高低看电场线的方向．
10．D
【详解】
试题分析：根据电场线的方向不能确定场源的位置，故a点与b点场强大小关系不能确定，故A错误．根据电场线始于正电荷终止于无限远或负电荷，或电场线始于无限远终止于负电荷，场源电荷的位置不能确定，也就无法确定电荷的电性，故B错误．由F=qE知，E的大小不能确定，则正电荷所受的静电力大小也不能确定．故C错误．在b点由静止释放一个电子，所受的静电力向左，则电子将一定向a点运动，故D正确．故选D.
考点：电场线；电场强度
11．D
【详解】
A、B、电场线是从正电荷出发，终至于负电荷．所以正点电荷的电场线是以电荷为中心向四周发散，而负点电荷是向中心会聚，呈球体分布，故A、B正确；C、真空中两个等量异种电荷是相互吸引的，它们产生的电场线是沿电荷的连线对称的，并且电场线都是从正电荷发出，到负电荷终止的，故C正确；D、等量同种电荷是相互排斥的，它们产生的电场线是沿电荷的连线对称的，并且电场线都是从正电荷发出，到负电荷终止的，故D错误；本题选错误的故选D.
【点睛】对于几种常见的电场的分布情况，在平时的学习中一定要掌握住，这是考查的重点，知道电场线都是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，难度不大，属于基础题．
12．AD
【详解】
试题分析：电场中某点的电场强度大小等于试探电荷在该点受到的电场力与试探电荷的电荷量的比值，所以中q为试探电荷量，在点电荷电场中，公式中的Q为场源电荷，故A正确；公式适用于一切电场的计算，但是负电荷受到的电场力方向和电场方向相反，B错误；电场强度的大小和试探电荷无关，C错误；如果把点电荷电场中的场源电荷拿走，则电场消失，故D正确
考点：考查了对电场强度的理解
13．BD
【详解】
A．等量异种电荷的电场线分布如图所示
根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B→C，方向相同，故A错误；
B．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同，故B正确；
C．图中B、O、C三点比较，BC两点电场线疏密程度比O点密集，则O点场强最弱，故C错误；
D．由图看出，E、O、F三点中，EF两点电场线疏密程度比O点稀疏，O点场强最强，故D正确。
故选BD。
14．AD
【详解】
A项，假设 为正电荷，则当检验电荷q带正电时，检验电荷一直加速，与图乙不相符；当检验电荷q带负电时，检验电荷一直减速至零，也与图乙不相符，所以必定为负电荷，故A项正确．
B项，由图乙知，检验电荷q先减速后加速，当检验电荷q到达a点时加速度为零，且必定为负电荷，a点的加速度为零，根据库仑定律可得的电荷量小于Q1的电荷量，故B项错误．
C项，v-t图的切线斜率为加速度，由图乙知，加速度先减小后增大，所以检验电荷所受的电场力先减小后增大，故C项错误．
D项，由于Q1带正电，Q2带负电，而且Q2的电荷量小于Q1的电荷量，a点的合场强为零，所以在ba之间的电场强度的方向从a指向b，a点电势高，故D正确
综上所述本题答案是：AD
15．（1），方向沿QP的连线由Q指向P；（2）
【详解】
（1）试探电荷q在P点受到的静电力为
所以Q在P点产生的电场的电场强度为
方向沿QP的连线由Q指向P；
（2）P点的电场强度为Q、Q′单独在P点产生的电场强度的矢量和，则有
16．①；②，方向水平向左
【详解】
①根据库仑定律得：两电荷之间的库仑力
②两点电荷是异号电荷，库仑力是吸引力，则正点电荷受到负点电荷的电场力水平向右，根据平衡条件可知，正点电荷受到匀强电场的电场力水平向左，则匀强电场的电场强度方向水平向左
则有
解得