1.3静电场 电场强度和电场线 同步练习（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 同步练习（解析版）
1．如图所示，是点电荷电场中的一条电场线，下面说法中正确的是（ ）
A．A点的场强一定大于B点的场强
B．A、B两点的场强方向相同
C．这个电场一定是正电荷形成的
D．在B点处静止释放一个电子，它一定向右运动
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．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O点对称，则（　　）
A．B、C两点场强方向相同，大小不相等
B．A、D两点场强大小相等，方向相反
C．B、O、C三点比较，O点场强最大
D．E、O、F三点比较，O的场强最大
4．带电金属小球形成的电场如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该电场是匀强电场
B．、两点电场强度方向相同
C．、两点电场强度大小相等
D．点的电场强度比点的小
5．对于静电场的电场线，下列说法正确的是
A．电场中某点电场强度的方向是沿该点电场线的切线方向
B．电场中的两条电场线可能相交
C．电场线是电场中实际存在的
D．电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹
6．下列说法正确的是（　　）
A．元电荷的电荷量为e=1.6×10-19C，一个电子的电荷量是1C
B．所有带电体的电荷量可以是元电荷的非整数倍
C．根据电场强度的定义式，可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
D．两个形状、大小相同且原来带异种电荷的金属球，接触后再分开，则电荷先中和，余下的电荷再平分
7．以下说法正确的是（ ）
A．速度、加速度、电场强度这三者所体现共同的物理思想方法是“等效替代”
B．在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米、秒
C．“探究加速度与力、质量的关系” 的实验用了控制变量法
D．伽利略用真实的自由落体运动实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
8．如图所示，以为圆心的圆周上有六个等分点、、、、、．等量正、负点电荷分别放置在、两处时，在圆心处产生的电场强度大小为E.现改变处点电荷的位置，使点的电场强度改变，下列正确的是（ ）
A．移至处，处的电场强度大小减半，方向沿
B．移至处，处的电场强度大小减半，方向沿
C．移至处，处的电场强度大小不变，方向沿
D．移至处，处的电场强度大小不变，方向沿
9．对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的表达式仍成立，即，式中的Q就是产生电场的点电荷所带电荷量
B．在真空中，点电荷产生电场强度的表达式为E=，式中Q就是产生电场的点电荷所带电荷量
C．在真空中E=，式中Q是试探电荷
D．上述说法都不对
10．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图分别是等量异种点电荷形成电场的电场线和场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则( )
A．B,C两点场强大小和方向都相同
B．A,D两点场强大小相等，方向相反
C．E,O,F三点比较，E点场强最强
D．B,O,C三点比较，O点场强最强
11．如图所示是电场中某区域的三条电场线，a、b是电场中的两点．这两点相比：（）
A．b点的场强较大
B．a点的场强较大
C．同一个试探电荷放在a点所受的电场力比放在b点时大
D．a、b场强一样大
12．风洞是一种检测飞机、汽车性能的高科技设施．图示为某兴趣小组设计的类似风洞的实验装置，将密度相同、半径r不同的实心塑料球先后放在水平桌面上的某一位置，球在水平向左恒定风的作用下做匀加速直线运动（摩擦不计）．通过实验探究得出，风对球的作用力大小F与球所处位置无关，仅与球的最大横截面积S有关，即F=kS，k为常量．对球而言，可以认为空间存在一个风力场，该场中风力对球做功与球运动路径无关，若栅栏P处风力势能为零．则下列说法正确的是（　　）
A．该风力场强度可以定义为
B．该风力场强度可以定义为
C．距P为x处的小球具有的风力势能
D．距P为x处的小球具有的风力势能
13．如图所示，a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点电场强度方向指向MN的左侧（　　）
A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|
C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|
14．如图所示，M、N两点位于某点电荷Q产生的电场中，其中M点的电场强度大小为，N点的电场强度大小为，M点的电场强度方向与MN连线成角，N点的电场强度方向与连线成角．一质子（带正电）以一定的初速度进入该电场中，仅在电场力的作用下沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的M、N两点，下列说法正确的是（　　）
A．点电荷Q带负电
B．质子在M点的加速度小于在N点的加速度
C．
D．质子在M点的速度大于在N点的速度
15．氢原子核的电荷量 ,核外电子的量 ．若核外电子在离核处，已知静电力常量 .求：
（1）核外电子受到的电场力的大小；
（2）该处的电场强度的大小．
16．如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；着固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，丝线与竖直方向的夹角为θ，且A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，试求：
（1）画出B球的受力示意图；
（2）A球在B球产生的电场强度的大小和方向；
（3）A、B两球之间的距离。
参考答案
1．B
【详解】
试题分析：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，一条电场线无法判定电场线的疏密；电场线的方向不是电场的方向，因此即可判断出AB两点的方向关系；条电场线无法判定是哪一种点电荷产生的电场线；根据电子的受力判定运动的方向．
解：A、只有一条电场线不能判断电荷的情况，所以不能判断是不是正电荷产生的，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；
B、电场线的方向不是电场的 方向，由图可知，A、B两点的场强方向相同．故B正确；
C、只有一条电场线不能判断电荷的情况，所以不能判断是不是正电荷产生的，故C错误；
D、由图可以知道的电场的方向向右，所以当由静止释放一个电子时，电子的受力的方向向左，所以电子将一定向左运动，所以D错误．
故选B
【点评】本题考查电场线的特点，即考查学生基础知识的掌握，加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
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．D
【详解】
A. 根据对称性，B、C两点场强方向相同，大小相等，故A错误；
B．根据对称性，A、D两点场强大小相等，两点场强都向左，故B错误；
C．根据电场线的疏密可知，两电荷连线上各点O点场强最小，故C错误。
D．根据电场线的疏密可知，中垂线上各点比较，O点场强最大，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A. 该电场的电场线不是平行等距的，则不是匀强电场，选项A错误；
B. M、N两点电场强度方向相同，选项B正确；
CD. 根据可知，距离带电小球越近的位置场强越大，可知M点电场强度大于N点的场强，选项CD错误；
故选B。
5．A
【详解】
试题分析：电场中某点电场强度的方向是沿该点电场线的切线方向，选项A正确；电场中的两条电场线不可能相交，选项B错误；电场线为了描述电场而假想的曲线，不是电场中实际存在的，选项C错误；电场线一般不是带电粒子在电场中运动的轨迹，选项D错误；故选A.
考点：电场线的特性.
6．D
【详解】
A．一个电子的电量为1.6×10-19C，A错误；
B．带电体的电量一定是元电荷的整数倍，B错误；
C．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，C错误；
D．两个形状、大小相同且原来带异种电荷的金属球，接触后再分开，则电荷先中和，余下的电荷再平分，但总电量不变，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．速度、加速度、电场强度都采用了比值法定义，并没有体现共同的物理思想方法是“等效替代”，A错误；
B．在国际单位制中，力学的基本单位有千克、米、秒，牛是导出单位，B错误；
C．“探究加速度与力、质量的关系”的实验用了控制变量法，C正确；
D．利用了斜面实验伽利略巧妙地证明了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，斜面实验中伽利略运用了合理外推的物理方法，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
试题分析：等量正、负点电荷在O处的电场强度大小均为，合场强为E，方向水平向右．A、当移动正电荷至e处时，两个的场强夹角为120°，则O处的合电场强度大小为，方向沿ob与od的角平分线方向即OC方向，故A正确；B、当移至b处，o处的合电场强度大小，方向沿od与oe角平分线，故B错误；C、当移至c处，两点电荷在该处的电场强度方向夹角为120°，则o处的合电场强度大小为，方向沿oe，故C错误；D、当移至f处，o处的合电场强度大小，方向沿od与oc角平分线，故D错误；故选A.
考点：本题考查了电场的分布、电场强度的合成.
9．B
【详解】
A．对于由点电荷产生的电场，电场强度的表达式仍成立，即
式中的q是试探电荷所带电荷量，选项A错误；
BCD．在真空中，点电荷产生电场强度的表达式为
E=
式中Q就是产生电场的点电荷所带电荷量，选项B正确，CD错误；
故选B。
10．A
【详解】
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正确．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错误．由图看出，E、F两点中，电场线疏密程度相同，两点场强方向相同，而E、O、F三点比较，O点场强最强．故C错误．由图看出，B、O、C三点比较，O点场强最小．故D错误．故选A．
【点睛】
本题关键是能根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小．根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线．
11．A
【详解】
电场线密集的地方场强较大，则b点的场强较大，选项A正确，BD错误；根据F=Eq可知，同一个试探电荷放在a点所受的电场力比放在b点时小，选项C错误；故选A.
12．BD
【详解】
AB、风力强度类似于电场强度为：，方向与风力方向相同，大小与所受风力无关，故A错误，B正确；
CD、风力所做的功等于风力势能的减小量，从x处运动到栅栏P处，风力所做的功为：W=Fx=kSx=kπr2x，则风力势能的减小量等于kπr2x，以栅栏P为风力势能参考平面，则距P为x处的风力势能为：，故C错误，D正确．
13．ACD
【详解】
A．当两点电荷均为正电荷时，若电荷量相等，则它们在P点的电场强度方向沿MN背离N方向，当Q1B．当Q1是正电荷，Q2是负电荷时，a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线背离a点，而b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向b点，则合电场强度方向偏右，不论电量大小关系，仍偏右。故B错误；
C．当Q1是负电荷，Q2是正电荷，，a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，而b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线背离b点，则合电场强度方向偏左。不论它们的电量大小关系，仍偏左。故C正确；
D．当Q1、Q2都是负电荷时，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，由于|Q1|>|Q2|，则合电场强度方向偏左。故D正确。
故选ACD。
14．AB
【详解】
A．M、N两点电场线方向的延长线的交点即为电荷所在位置，而电场线方向指向交点，则点电荷带负电，故A正确；
BCD．点电荷所在位置，如图所示
由图可知，M点距离点电荷较远，根据公式
可知M点的电场强度较小，则质子在M点的加速度小于在N点的加速度，从M到N电场力做正功，动能增大，速度增大，故B正确，CD错误。
故选AB。
15．（1） (2)
【详解】
核外电子受到的电场力的大小
该处的电场强度的大小
16．（1）；（2），方向水平向右；（3）
【详解】
解：（1）B球受力如图所示。
（2）取B球为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用。根据平衡条件可知
qE=mgtanθ
解得
方向水平向右。
（3）根据平衡条件可知
qE=mgtanθ
根据库仑定律可知
代入可得