1.3静电场 电场强度和电场线 同步作业（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 同步作业（解析版）
1．下面关于物理学研究方法叙述中正确的是（　　）
A．电场强度的定义式为E＝，这个定义应用了极限思想
B．在“探究弹性势能的表达式”的实验中，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功．这是应用了微元法的思想
C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里采用了等效代替的思想方法
D．在不需要考虑带电体本身的大小和形状时，常用点电荷来代替带电体，这是应用了假设法
2．对电场线的认识，下列说法错误的是（ ）
A．电场线可以相交
B．电场线上某点的切线方向与放在该点的正电荷的受静电力方向相同
C．电场线的疏密可以反映电场的强弱
D．电场线总是从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷
3．关于电场强度的叙述正确的是（ ）
A．电场中某点的场强大小与该点的检验电荷所受电场力成正比，与其电量成反比
B．将放在电场中某点的电荷q改为－q ,则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反
C．电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关
D．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向
4．如图所示为某电场中的一条电场线的直线部分，M、N为这条电场线上的两点，则
A．该电场一定是匀强电场
B．该电场一定是单个点电荷产生的电场
C．M、N两点的电场强度方向一定相同
D．M、N两点的电场强度大小一定相同
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．安培是第一个提出“场”的概念来研究电现象
B．电场线可以形象地描绘电荷产生的电场，它是实际存在的
C．只有体积、电荷量很小的带电体才能看成点电荷
D．若，则存在的电荷量
7．下列哪个物理量不是矢量？（　　）
A．力 B．时间 C．速度 D．电场强度
8．关于电场强度E，以下说法中错误的是（　　）
A．公式中，q是形成此电场的电荷的电量
B．公式中，E与F并不成正比，与q并不成反比
C．公式中，Q是形成此电场的点电荷的电量，r是所讨论的点距Q的距离
D．在点电荷Q形成的电场中，E与Q成正比
9．下列各图中的绝缘直杆粗细不计、长度相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各直杆间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是图（ ）
A．B．C．D．
10．下列公式中，F、q、E、r分别表示电场力、电荷量、场强、距离，①F＝k ，②E＝k，③E＝，以下关于这三个公式的说法中正确的是(　　)
A．①②③都只对真空中的点电荷或点电荷的电场才成立
B．①②只对真空中的点电荷或点电荷的电场成立，③对任何电场都成立
C．①③只对真空中的点电荷或点电荷的电场成立，②对任何电场都成立
D．①②③适用于任何电场
11．如图所示，AB．CD为一圆的两条直径,且互相垂直，O点为圆心，空间存在一未知静电场，场强方向与圆周所在平面平行．现有一电子，在电场力作用下（重力不计），先从A点运动至C点，动能减少了E，又从C点运动至B点，动能增加了E，那么关于此空间存在的静电场可能是（ ）
A．位于O点的负点电荷形成的电场
B．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
C．位于O点的正点电荷形成的电场
D．位于D点的正点电荷形成的电场
12．设电子在运动过程中只受电场力作用．在下述的哪一种电场中可能出现以下情况：只要给电子一个适当的初速度它就能始终沿同一条电场线运动；而给电子另一个适当的初速度它就能始终沿某一个等势面运动，则这个电场是：（ ）
A．由一个正点电荷产生的电场
B．由一个负点电荷产生的电场
C．匀强电场
D．由两个等量异种点电荷产生的电场
13．如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（　　）
A．速度先增大，再减小
B．速度一直增大
C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大
D．加速度先减小，再增大
14．电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；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．E、F两点场强相同
B．A、D两点场强不同
C．B、O、C三点，O点场强最小
D．从E点向O点运动的电子加速度逐渐减小
15．下列关于电场强度的说法中，正确的是（　　）
A．公式只适用于真空中点电荷产生的电场
B．公式中 F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量
C．在公式中， 是点电荷产生的电场在点电荷 的场强大小；而是点电荷 产生的电场在点电荷处的场强大小
D．电场强度E与电场力F成正比，与放入电荷的电量q成反比
16．在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C， M点放一个点电荷q=-1.0×10-10C，OM的距离r=30cm，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2 求：
（1）q在M点受到的作用力大小；
（2）M点的场强大小；
（3）拿走q后M点的场强大小．
17．真空中，带电荷量分别为＋Q和＋Q的点电荷A、B相距r，求：
（1）两点电荷连线的中点O的场强？
（2）在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强？
参考答案
1．B
【详解】
A、电场强度的定义式为,这个定义应用了比值定义法,故A错误.
B、在探究弹性势能的表达式的实验中.为计算弹簧弹力所做功,因为弹力是变力,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做微元法,所以B选项是正确的
C、研究多个变量时,应控制一些不变研究两个变量之间的关系,所以在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验运用了控制变量法,故C错误.
D、用点电荷代替带电体,物理学中把这种研究方法叫做建立理想化的物理模型等效替代,故D错误.
综上所述本题答案是：B
2．A
【详解】
电场线永远不会相交，如果相交的话，则在该点电场的方向就会有两个不同的方向，这是不可能的，A错误；电场线上某点的切线方向表示该点电场线的方向，与放在该点正电荷的受静电力方向相同，B正确；电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，C正确；电场线总是从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷，D正确；本题选错误的，选A．
【点睛】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，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．
3．C
【详解】
A、电场中某点的场强由电场本身决定，与试探电荷无关，A错误；C正确；
B、将放在电场中某点的电荷q改为－q ,则该点的电场强度大小和方向都不变，B错误．
D、场强方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同，D错误；
故选C．
4．C
【详解】
电场线的疏密才反映电场强度的大小，而一条电场线无法确定疏密，所以不能比较、两点的场强大小，无法确定该电场是匀强电场，无法确定该电场是单个点电荷产生的电场；根据电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向可知、两点的电场强度方向一定相同，故选项C正确，A、B、D错误．
5．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。
6．D
【详解】
A．法拉第是第一个提出“场”的概念来研究电现象，A错误；
B．电场线可以形象地描绘电荷产生的电场，但它是假想的，不是客观存在的，B错误；
C．当一个带电体的形状、大小及电荷量对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体才能看成点电荷，C错误；
D．若，则存在的电荷量，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
时间只有大小没有方向，是标量，而力、速度、电场强度都是既有大小有方向，是矢量，故ACD错误，B正确．
8．A
【详解】
A．公式
是电场强度的定义式，q是放入电场的试探电荷的电量，A符合题意；
B．公式
是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，E与F并不成正比，与q并不成反比，B不符合题意；
C．公式
点电荷的电场强度的计算式，Q是形成此电场的点电荷的电量，r是所讨论的点距Q的距离，C不符合题意；
D．在点电荷Q形成的电场中，E与Q成正比。D不符合题意。
故选A。
【点评】
该题考查电场强度的定义式与点电荷的电场强度的计算式，要理解它们的内涵与外延。
9．B
【详解】
根据点电荷场强的公式和场强叠加原理，与选项相对比，分析求解问题．分析时要抓住电场线从正电荷出发发无穷远处终止，或从无穷远处出发到负电荷终止
设带电杆在O点产生的场强大小为E。
A图中坐标原点O处电场强度是带电杆产生的，原点O处电场强度大小为E；
B图中坐标原点O处电场强度是第一象限带正电杆和第二象限带负电杆叠加产生，坐标原点O处电场强度根据平行四边行定则可知大于E；
C图中第一象限和第三象限杆产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度是负的带电杆产生的，原点O处电场强度大小为E；
D图中第一象限和第三象限产生电场相互抵消，第二象限和第四象限产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度为0。
所以坐标原点O处电场强度最大的是B。
故选B。
10．B
【详解】
是库仑定律的公式，只适用于点电荷；是由库仑定律和电场强度的定义式推导出来的，也只适用于点电荷；是电场强度的定义式，采用比值法定义，适用于任何静电场；故B正确，ACD错误；
故选B．
11．D
【详解】
试题分析：位于O点的负点电荷形成的电场中ABC点位于同一等势面上，电子从A点运动至C点，电场力做功为零，故A错误；方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场中，电子从A点运动至C点，电场力做正功，动能将增大，故B错误；位于O点的正点电荷形成的电场中ABC点位于同一等势面上，电子从A点运动至C点，电场力做功为零，故C错误；位于D点的正点电荷形成的电场中，电子从A点运动至C点，电场力做负功，电子动能减少，从C点运动到B点时电场力做正功，电子动能增大，AB点位于同一等势面上动能减少和增大的数量应相等，故D正确．
考点：本题考查了电场的概念
12．A
【详解】
试题分析：电子能沿着电场线运动，电场线必须是直线，而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动，说明电场力提供向心力而做匀速圆周运动，又因为该粒子为电子，带负电，所以这样的电场只有正点电荷的电场，所以选择A
考点：考查库仑力和电场线的应用
点评：本题难度较小，要明确常见的电荷电场线分布，理解电子不可能在只受电场力的作用下沿着弯曲的电场线运动
13．AD
【详解】
AB．等量负电荷连线的中垂线O点以上部分电场方向竖直向下，并且从无穷远处向O点先增大后减小，O点以下部分电场方向竖直向上，并且从无穷远处向O点先增大后减小，所以带正电的小球C从P点释放后，在P→O过程中电场力做正功，速度增大，从O到N过程中电场力做负功，速度减小，A正确，B错误；
CD．由于P和N点的位置与中垂线上电场强度最大点的位置关系不明，所以加速度变化不是一定的，如果P和N点在最大电场处外面，在小球C的加速度先增大再减小，过O点后，加速度先增大再减小，C错误，D正确。
故选AD。
14．AC
【详解】
A．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点场强方向相同，由于E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，则其场强大小也相等，故A正确；
B．根据对称性可知，A、D两点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；
C．由图看出，B、O、C三点比较，O点的电场线最稀疏，场强最小，故C正确；
D．由图可知，电子从E点向O点运动过程中，电场强度逐渐增大，则电场力逐渐增大，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐增大，故D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
试题分析：公式适合任何电场强度的计算，其中F为放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量，但电场强度大小与电场力F和电荷量q无关，AD错误B正确；在公式中，是点电荷产生的电场在点电荷的场强大小；而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，C正确；
考点：考查了对电场强度公式的理解
【名师点睛】电场强度定义式中，q是试探电荷的电荷量，定义式适用于一切电场，不能简单地从数学角度来理解物理公式．
16．（1）1×10-8N；（2）100N/C；（3）100N/C
【详解】
（1）根据库仑定律有：.
（2）电场强度为：.
（3）拿走q后M点的场强仍为100N/C.
17．（1）0；（2），方向沿OP方向
【详解】
（1）A、B在两点电荷连线的中点O点产生的场强等大反向，合场强为零；
（2）A、B在P点产生的场强大小均为
E′A＝E′B＝
合场强
EP＝E′Acos 30°＋E′Bcos 30°＝
方向沿OP方向。