1.3静电场 电场强度和电场线 课后练习（word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.3静电场 电场强度和电场线课后练习（解析版）
1．如图所示，为某点电荷电场中的一条电场线，其上两点、相距为，电势差为，点的场强大小为，把电荷量为的试探电荷从点移到点，电场力做功为，该试探电荷在点所受的电场力大小为．下列关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是
A．A点场强一定大于B点场强
B．若在B点无初速释放一个电子，其一定向B点的左方运动
C．该点电荷一定带正电
D．该点电荷一定带负电
3．如图所示为负电荷形成的电场，A、B两点在同一条电场线上，这两点电场强度的关系是
A．EA＞EB方向相同
B．EA＞EB方向相反
C．EA＜EB方向相同
D．EA＜EB方向相反
4．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿在前人的基础上于1687年发表万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
B．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
C．古希腊学者亚里士多德用科学推理和实验论证的方法，得出在忽略空气阻力的情况下轻重不同的物体下落快慢相同
D．英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场
5．如图所示，N个小球均匀分布在半径为R的圆周上，圆周上P点的一个小球所带电荷量为，其余小球带电量为+q，圆心处的电场强度大小为E．若仅撤去P点的带电小球，圆心处的电场强度大小为( )
A．E B． C． D．
6．下列各组物理量中，全部是矢量的是（ ）
A．时间、速度 B．加速度、电场强度
C．力 、 路 程 D．位 移 、 重 力 势 能
7．平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用,引力的大小与内部场强E和极板所带电荷量Q的乘积成正比．今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上,现将两板间距为原来的2/3,则A、B两极板之间的引力与原来的比值是
A．81/16 B．27/8 C．9/4 D．3/2
8．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是（　　）
A．FP＝FQ B．FP＞FQ C．FP＜FQ D．无法比较
9．某电场的电场线如图所示，电场中有A、B两点，则
A．同一电荷在A点所受电场力一定比B点的小
B．同一电荷在A点所受电场力一定比B点的大
C．将点电荷由A点静止释放，它一定向B点运动
D．将点电荷由B点静止释放，它一定向A点运动
10．在点电荷Q所形成的电场中某点，放一电荷q受到的电场力为F，则下面说法正确的是（ ）
A．该点的电场强度为
B．该点的电场强度为
C．撤去电荷q后，该点的电场强度变为零
D．在该点放一个的电荷时，该点的电场强度为
11．如图所示是某个电场的电场线（没有画出电场的方向），A、B是电场中的两点，比较A、B两点的电场强度的大小，以下判断正确的是（ ）
A．EA＞EB B．EA＜EB C．EA=EB D．不能确定
12．一带电粒子在电场中只受到电场力作用时，它不可能出现的运动状态是（ ）
A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀变速直线运动
D．匀速圆周运动
13．真空中，两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为和，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了C、D两点，其中D点的切线与AB连线平行，0点为AB连线的中点，则
A．A带正电，B带负电，且
B．O点电势比D点电势高
C．负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能
D．在C点静止释放一带正电的检验电荷，只在电场力作用下将沿电场线运动到D点
14．如图所示，真空中有两个电量相同的正电荷A、B相距L放置，在AB连线的中垂线上有a、b、c三点，b点在AB连线的中点上，a较c离b近一些．现若将AB两电荷同时向两边扩大相同距离，设无穷远处电势为零，则（）
A．两电荷间电势能将加大
B．b点场强仍为零，a、c两点场强都变小
C．a、b、c三点电势都降低
D．电场强度始终有Ea>Ec>Eb
15．电场强度的定义式为，点电荷的场强公式，下列说法正确的是（　　）
A．中的场强E与电荷q是无关的
B．中的场强E是电荷Q产生的
C．中的F表示单位正电荷的受力
D．和都只对点电荷适用
16．如图A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m．电荷量为q的小球，小球用绝缘丝线悬挂于O点，受水平向右的电场力偏转θ角而静止（已知重力加速度为g）．求：
（1）小球受到的电场力的大小；
（2）小球所在处的电场强度．
17．（1）电荷A是如何对电荷B产生作用力的？电荷B是如何对电荷A产生作用力的？
（2）在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F。若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力F与电荷量q有何关系？
（3）如图，若此电场为正点电荷Q的电场，在距Q的距离为r处放一试探电荷q，求q受到的静电力F与q的比值；该比值与q有关吗？
参考答案
1．B
【详解】
试题分析：a点的场强大小为E，电荷量为q的试探电荷在b点所受的电场力大小为F，因为不一定是匀强电场，故不一定满足，选项A错误；由电场力做功的公式可知W=qU，选项B正确；根据点电荷的场强公式，但是公式中的q应该是场源电荷的电量，d是该点到场源电荷的距离，选项C错误；由于不一定是匀强电场，故不一定满足U=Ed，选项D错误．
考点：电场强度
2．B
【详解】
电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由于只有一条电场线，不能判断电场线的疏密情况，所以不能判断场强的大小，故A错误；由图可以知道的电场的方向向右，当由静止释放一个电子时，电子所受的电场力方向向左，所以电子将一定向B点左侧运动，故B正确；只有一条电场线不能判断场强的情况，所以不能判断电场是何种电荷产生的，故CD错误．所以B正确，ACD错误．
3．C
【详解】
试题分析：电场线越密电场强度越大，电场线越稀疏电场强度越小，（根据点电荷的场强公式，离点电荷越近，电场强度越大）所以EA 考点：电场线的特点，点电荷的电场．
4．D
【详解】
A．卡文迪许用扭称实验测出了万有引力常量G，故A错误；
B．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律，密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，故B错误；
C．伽利略用科学推理和实验论证的方法，得出在忽略空气阻力的情况下轻重不同的物体下落快慢相同，故C错误；
D．英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
试题分析：不撤P点时，圆心处的场强为E，这是P点与圆周上其他点电荷共同作用的结果，其实就是与P的直径相对的另一小球在圆心处产生的场强之和，因为两侧的小球在圆心处产生的场强相互抵消了，即E×2q+Eq=E，也就是，故E=；而撤去P点的电荷后，圆周上其他点在圆心处的场强仍是与P点相对的另一小球在圆心处产生的场强，即大小为，可见它的大小为，选项C正确．
考点：电场的叠加．
【名师点晴】在圆周上其他各点分布在圆心的两侧，故这些点在圆心处产生的场强正好相互抵消，所以在圆心处的场强可以看成一个P点，一个是与P点的直径连线所对应的另一个端点处的小球，它们到圆心的距离都是半径．
6．B
【详解】
A．时间是标量,速度是矢量,故A错误.；
B．加速度和电场强度既有大小又有方向是矢量，故B正确；
C．力是矢量，路程是标量，故C错误；
D．位移是矢量，重力势能是标量，故D错误；
7．C
【详解】
A、B两板间距变为原来的，根据电容决定式，可知，电容器电容变为原来的，根据Q=CU，可知，极板所带电荷量为原来的，根据电场强度公式，可知，内部电场强度变为原来的，由于F=kQE，所以两极板之间的引力变为原来的，故C正确，ABD错误．
8．C
【详解】
试题分析：电场线的疏密程度可表示电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，所以P点的电场强度小于Q点的电场强度，故根据可得
故选C。
9．B
【详解】
试题分析：A点的电场线较B点密集，故场强较大，故同一电荷在A点所受电场力一定比B点的大，选项A错误，B正确；将一正的点电荷由A点静止释放，它一定向B点运动，选项CD错误；故选B．
考点：电场线；电场强度
【名师点睛】注意电场中电场线密集的地方场强较大，电场线稀疏的地方场强小；正电荷的受力方向与场强方向一致．
10．A
【详解】
试题分析：据场强公式得该点的场强为：，注意为试探电荷，不是场源电荷，故A正确，B错误；电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，故 CD错误．
考点：电场强度
【名师点睛】明确电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关；场强公式采用比值法下的定义是解题关键．
11．B
【详解】
解：由图可知，B点的电场线较密，A的电场线较疏．所以A点的电场强度小于B点的电场强度．
故选B
【考点】电场强度．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．电场线不相交，由于是点电荷的电场，属于静电场，所以电场线也不闭合
【点评】电场线虽然不实际存在，但可形象描述电场的大小与方向分布．电场线是从正电荷出发，终至于负电荷
12．A
【详解】
试题分析：一带电粒子在电场中只受电场力作用时，合力不为0．物体合力不为0，不可能做匀速直线运动，故A错误．物体合力不为0，当初速度方向与加速度方向相同，而且合外力恒定，就做匀加速直线运动，故B正确．物体合力不为0，当初速度方向与加速度方向不在一条直线上，而且合外力恒定，物体就做匀变速曲线运动，故C正确．物体合力不为0，当合力与速度方向始终垂直，就可能做匀速圆周运动，故D正确．答案选不可能出现的运动状态，故选A.
考点：电场力；匀变速运动的特点
【名师点睛】此题考查了几种常见的运动状态的受力情况和速度变化情况；要知道当物体所受的力为恒力，且速度方向与力的方向共线时，做匀变速直线运动；若不共线则做匀变速曲线运动；若所受的大小不变的力始终与速度垂直则物体做匀速圆周运动.
13．AB
【详解】
根据电场线的流向，知A带正电，B带负电；D点的场强可看成AB两电荷在该点产生场强的合场强，电荷A在D点电场方向沿AD向上，电荷B在ND点产生的场强沿DB向下，合场强水平向右，可知A电荷在D点产生的场强大于B电荷在D点产生的场强，而AD＞BD，所以Q1＞Q2．故A正确．沿着电场线方向电势降低，所以O点电势比D点电势高．故B正确．沿电场线方向电势逐渐降低，UC＞UD，再根据Ep=qU，q为负电荷，知EpC＜EpD．故C错误．只有电场线方向是一条直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行，运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故D错误．故选AB．
点睛：解决本题的关键知道电场线的特点及电势能高低的判断．电势能高低判断：一可以从电场力做功角度判断，二根据电势能的公式判断．
14．BC
【详解】
试题分析：两电荷间存在斥力，两电荷同时向两边扩大距离时，库仑力做正功，电势能将减小．故A错误．
由于对称，两正电荷在b点产生的场强大小仍相等、方向仍相反，根据电场叠加原理可知，b点场强仍为零．而两正电荷在a、c两点所产生的场强均减小，则叠加后a、c两点场强都变小．故B正确．由于过a、b、c的电场线的方向均垂直于两电荷的连线向外，可知三点的电势都大于无穷远的电势，由于场强减小，则a、b、c三点与无穷远间的电势差都减小，则a、b、c三点电势都降低．故C正确．由于b点的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，则a、c间的电场强度大小无法确定，所以电场强度不一定有Ea＞Ec＞Eb．故D错误．
考点：等量同种电荷的电场分布规律．
15．AB
【详解】
AD．为场强的定义式，式中的场强E与电荷q是无关的，且适用于任何电场，选项A正确，D错误；
B．由库仑定律
得
场强E是电荷Q产生的，选项B正确；
C．中的F表示单位正电荷或者负电荷的受力，选项C错误。
故选AB。
16．（1） （2）
【详解】
（1）对小球受力分析，由平衡知识可知：
解得：
（2）根据
解得：
17．（1）电荷A在周围产生电场，该电场对电荷B有力的作用；电荷B在周围产生电场，该电场对电荷A有力的作用
（2）2F；nF；F与q成正比，即F与 q的比值为定值
（3）；该比值与 q无关
【详解】
略