1.3静电场 电场强度和电场线 课后作业（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 课后作业（解析版）
1．下列静电学公式中，F、q、E、r和d分别表示静电力、电荷量、场强以及距离：① ② ③ 下列说法中正确的是（　　）
A．它们都只对点电荷或点电荷产生的电场成立
B．②③只对点电荷或点电荷产生的电场成立
C．①②只对点电荷或点电荷产生的电场成立，③对任何静电场都成立
D．②只对点电荷成立，①③对任何电荷或静电场都成立
2．下列关于电场等的说法中正确的是（）
A．电荷周围空间中有的地方存在电场，有的地方没有电场；
B．电场是一种特殊形态的物质，电荷之间的相互作用就是通过电场发生的；
C．电场线为直线的地方是匀强电场；
D．库伦扭秤的结构与卡文迪许扭秤类似，都采用了反射光线偏转放大原理．
3．如图所示，涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的是（ ）
A．图甲是伽利略通过多次实验，直接验证了自由落体运动是匀加速直线运动
B．图乙是牛顿通过斜面实验，得出物体的运动不需要力维持
C．图丙是开普勒得到了行星运动三定律中的其中一条规律
D．图丁是库仑提出电荷间的相互作用是通过电场发生的
4．关于电场线，下述说法中正确的是：
A．电场线是客观存在的
B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C．正电荷在某点受力方向与电场线上该点的切线方向一致
D．沿电场线方向，场强一定越来越小
5．带电粒子M、N在电场中的受力方向如图所示，由图可以判断（ ）
A．M带正电荷 B．N带负电荷
C．M处的电场较强 D．N处的电场较强
6．对于电场，下列说法正确的是（ ）
A．电势越高场强越大
B．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功一定为零
C．电势降落的方向必定是电场强度的方向
D．电势为零的点，场强不一定为零
7．关于电场线的说法，正确的是( )
A．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力一定越大
B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C．电场线的方向，就是电荷受力的方向
D．静电场的电场线是闭合的
8．“理想模型”法是物理学研究的一种重要思想。下列物理概念不是采用“理想模型”法的是（　　）
A．质点 B．点电荷 C．电场线 D．电场强度
9．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
10．在电场中某处放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该检验电荷处的电
场强度为，以下说法正确的是( )
A．若移去检验电荷，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，电场强度的方向也仍是原来的场强方向
C．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，则该点的场强就变为
D．若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，但方向与原来场强方向相反
11．已知半径为R电荷量为Q的均匀带电半球面在球心O处产生的场强大小，方向垂直于半球底部。现把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2则（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则带电薄板产生的电场在图中A点的电场强度大小为
A． B．
C． D．
13．下列关于静电场中电场线的叙述正确的是
A．沿着电场线的方向电场强度越来越小
B．电荷沿着电场线的方向移动，电势能逐渐减小
C．电场线是人们假设的，用以形象地表示电场强弱和方向，客观并不存在
D．电场线是非闭合曲线，始于正电荷或无穷远，止于无穷远或负电荷
14．如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　）
A．N接电源的正极
B．M接电源的正极
C．电场强度EB>EA
D．电场强度EB＜EA
15．已知无限长均匀带电直线上电荷线密度（即单位长度所带的电荷量）为，则与直线相距为d处的电场强度为，其中k为静电力常量，现有两根可视为无限长均匀带电直线MN.PQ交叉放置，所夹锐角为60°，交点为O，两直线所带电荷的线密度相同，电性未知，如图所示，在∠MOP和∠PON的平分线上分别存在点A．B且OA=OB，下列说法正确的是
A．若两直线带同种电荷，则A．B两点场强之比为
B．若两直线带同种电荷，则A．B两点场强之比为1:1
C．若两直线带异种电荷，则A．B两点场强之比为
D．若两直线带异种电荷，则A．B两点场强之比为3:1
16．为了形象地描述电场，法拉第引入了电场线的概念。电场线是真实存在的吗？
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．C
【详解】
库仑定律求的是两点电荷间的受力情况，则可知①②只对点电荷或点电荷产生的电场成立，③为定义式，对任何静电场都成立。
故选C。
2．B
【详解】
试题分析：电荷周围空间所有的地方都存在电场，选项A错误；电场是一种特殊形态的物质，电荷之间的相互作用就是通过电场发生的，选项B正确；电场线为直线的地方不一定是匀强电场，例如点电荷电场的电场线都是直线，选项C错误；卡文迪许扭秤采用了反射光线偏转放大原理，而库伦扭秤不是采用了反射光线偏转放大原理，选项D错误；故选B．
考点：电场
3．C
【详解】
A．图甲是伽利略通过科学实验，合理外推出自由落体运动是匀加速直线运动．故A项错误．
B．图乙是伽利略通过斜面实验，得出物体的运动不需要力维持．故B项错误．
C．图丙是开普勒得到了行星运动三定律中的其中一条规律：任一行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．故C项正确．
D．图丁是法拉第提出的电荷间的相互作用是通过电场发生的．故D项错误．
4．C
【详解】
电场线是为了形象描述电场的强弱与方向引入的假想的曲线，不是电荷运动的轨迹，所以A、B错误；电场线的疏密描述电场强弱，电场线上某点的切线方向为该处电场的方向，也是正电荷受电场力的方向，所以C正确；D错误．
5．C
【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，正电荷受到的电场力与电场线上该点的切线方向相同，负电荷则相反．
【详解】
由图可知，M处的电场力与切线方向相反，则M带负电，而N处的电场力与切线方向相同，则N带正电，所以AB错误；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，M点的电场线密，所以粒子在M点的电场强度比在N点的强，所以C正确，D错误；故选C．
【点睛】
本题就是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，并结合正电荷受到的电场力与电场强度相同，负电荷则相反的原则，即可解决本题．
6．D
【详解】
试题分析：电势高代表该点与零电势的差值大，与该点的场强大小无关，故A错；场强为零的点所受的电场力为零，但是在移动的过程中，电场力做功不一定为零，故B错；电势降落最快的方向为场强的方向，故C错；电势是描述电场能量的物理量，场强是描述电荷在电场中受力的物理量，所以电势为零的点场强不一定为零，故D正确．
考点：本题考查了描述电场的基本物理量
7．A
【详解】
试题分析：电场线越密的地方场强越大，则同一电荷所受电场力一定越大，选项A正确；正电荷只在电场力作用下不一定沿电场线运动，只有当电场线是直线、只受电场力以及速度与电场线共线时，电荷才沿电场线一致，选项B错误；电场线的方向，就是正电荷受力的方向，选项C错误；静电场的电场线不是闭合的，选项D错误；故选A.
考点：电场线；电场强度
8．D
【详解】
A．当物体的大小和形状对研究问题没有影响或影响可以忽略时，将物体看做一个有质量的点，叫做质点，属于“理想模型”，故A不符合题意；
B．点电荷忽略了电荷的大小等次要因素，属于“理想模型”，故B不符合题意；
C．电场线实际不存在，是为了形象描述电场，人为画出来的，所以是理想化的模型，故C不符合题意；
D．电场强度是描述电场强弱的物理量，不是理想化的模型，故D符合题意。
故选D。
9．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。
10．B
【详解】
试题分析：电场强度是描述电场性质的物理量，大小和方向只与电场本身有关，与检验电荷无关，试探电荷q只是充当“测量工具”的作用，故A、C、D错误，B正确．
考点：电场强度的定义．
【名师点睛】电场强度是电场本身的性质，其大小和方向跟试探电荷没有关系，总的来说就是试探电荷不能改变电场的任何性质．
11．C
【详解】
如图所示，由对称性和叠加原理知
故选C。
12．A
【详解】
q在A点形成的电场强度的大小为
方向向左；
因A点场强为零，故薄板在A点的场强方向向右，大小也为。
故选A。
13．CD
【详解】
试题分析：电场线的疏密表示场强的强弱，沿着电场线方向电场线的疏密情况不确定，所以电场强度不一定越来越小．故A错误；正电荷沿着电场线的方向移动，电场力做正功，电势能逐渐减小，而负电荷沿着电场线的方向移动，电场力做负功，电势能逐渐增大，故B错误；电场线是人们假设的，用以形象地表示电场强弱和方向，客观并不存在，故C正确；电场线的特点是始于正电荷或无穷远，止于无穷远或负电荷，是非闭合曲线，故D正确．
考点：电场线
【名师点睛】电场线是为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线电势降低．电场线不是闭合的曲线．根据这些知识答题；本题的关键要掌握电场线与电势、场强、电势能大小的关系，要掌握电场线的基本特点：不存在、不闭合、不相交．
14．AC
【详解】
AB．电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，因此可知N接电源正极，A正确，B错误；
CD．金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示
由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处场强比A处场强大，即EB>EA，C正确，D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
试题分析：设，若两直线带同种电荷，MN在A点产生的电场强度大小为，PQ在A点产生的电场强度大小为，两者方向夹角为120°，故合电场强度大小为，同理MN在B点产生的电场强度大小为，PQ在B点产生的电场强度大小为，两者方向夹角为60°，故在B点的合场强为，则A.B两点场强之比为1:1，A正确B错误；若两直线带异种电荷，MN在A点产生的电场强度大小为，PQ在A点产生的电场强度大小为，两者方向夹角为60°，故合电场强度大小为，同理MN在B点产生的电场强度大小为，PQ在B点产生的电场强度大小为，两者方向夹角为120°，故在B点的合场强为，故
若两直线带异种电荷，则A.B两点场强之比为3:1，D正确C错误；
考点：考查了电场强度的叠加
【名师点睛】电场强度是矢量，相加减遵循平行四边形定则，本题的关键是计算出两条直线在同种和异种电荷两种情况下在AB两点的电场强度大小，然后根据平行四边形定则计算，
16．不是真实存在的
【详解】
电场线是为形象描述电场而人为假想出来的，不是真实存在的。
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。