2021-2022学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册1.3电场 电场强度同步练习(Word版含答案)

1.3电场 电场强度
一、单选题
1．电场中某区域的电场线分布如图所示。a、b是电场中的两点，分别用Ea、Eb表示a、b两点电场强度的大小，用Fa、Fb表示同一点电荷q分别处于a、b两点时受到的电场力的大小。在下面的判断中正确的是（　　）
A．EaFb
C．Ea>Eb，FaEb，Fa>Fb
2．用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是两点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对于O点对称的两点，B、C和A、D也相对于O点对称。则下列说法不正确的是（　　）
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，O点场强最强
D．B、O、C三点比较，O点场强最弱
3．如图所示，a和b是电场中的两个点，其电场强度大小分别为Ea和Eb，下列说法中正确的是（　　）
A．Ea>Eb B．Ea=Eb
C．Ea4．图中画出了某一电场的一些电场线，将一个点电荷q置于该电场中，下面说法中正确的是（　　）
A．无法判断电场的方向
B．电场线所表示的电场的方向是自右向左
C．若q为负电荷，则所受电场力的方向是自左向右
D．若q为正电荷，则所受电场力的方向是自左向右
5．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，==2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的电场强度，则（　　）
A．A、B两处的电场强度方向不同
B．因为A、B在一条电场线上，所以EA=EB
C．电场线从A指向B，所以EA>EB
D．负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相反
7．在图各电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
8．点电荷周围的电场线分布如图所示，是电场中的一点，点电荷的电荷量为，下列有关说法正确的是（　　）
A．电场、电场线都是客观存在的物质，点电荷是理想模型
B．点电荷的电荷量可以为任意实数
C．法拉第提出了电场的概念，并提出通过电场线来形象直观地研究这种特殊物质
D．若放在点的试探电荷的电荷量减半，则点的电场强度减半
9．如图所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和﹣Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个负点电荷先后放在d、c、e点，它们所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是（　　）
A．Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右
B．Fd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上
C．Fd、Fe的方向水平向右，Fc=0
D．Fd、Fc、Fe的方向相同，大小关系为：Fd＞Fc＞Fe
10．在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线垂直，b点的场强方向与ab连线成30°角。如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　）
A．负电，4E B．负电， C．正电， D．正电，4E
二、多选题
11．如图所示，在M、N两点放置等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，A、B、C、D、E、F、G、H是以O为圆心的圆周上均匀分布的8个点，并且A、E在两点电荷的连线上。则电场强度相同的点有（　　）
A．A点和E点 B．B点和D点 C．C点和G点 D．D点和H点
12．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则（　　）
A．点电荷Q一定为正电荷
B．点电荷Q在A、B之间
C．A点的电场强度大小为
D．同一电荷在A点受到的电场力比在B点的小
13．如图所示，质量为、电荷量为Q的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量也为q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OB为，O到B点的距离为l，平衡时A、B带电小球处于同一高度，两带电小球可视为点电荷。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法错误的是（　　）
A．A、B间库仑力大小为
B．带电小球B在A处的电场强度大小为
C．细线拉力大小为
D．细线拉力大小为
14．如图所示，与水平面成30°角的光滑绝缘细杆固定在地面上，杆上套有质量为m，带电荷量为+q的小球，重力加速度为g。为使小球静止在杆上，可在竖直平面内加一匀强电场，以下所加电场符合要求的有（　　）
A．竖直向上，电场强度大小为 B．与杆成30° 斜向上，电场强度大小为
C．沿杆斜向上，电场强度大小为 D．水平向右，电场强度大小为
15．如图，一电子受某一外力沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受此外力的大小和方向变化情况是（　　）
A．先变大后变小 B．先变小后变大
C．方向水平向右 D．方向水平向左
三、解答题
16．真空有一电场，在电场中的P点放置一电荷量为－2.0 ×10-9C的检验电荷，它受到的电场力为4.0 ×10-5N，方向向右。求：
（1）P点电场强度的大小并判断电场强度的方向；
（2）若将检验电荷变为+4.0 ×10-9C，再求电场强度大小和方向。
17．如图所示，质量为的带电小球放在一半径为R的半圆形光滑轨道底部Q点，当在空间加一方向水平向右、大小为的匀强电场时，小球沿碗边上升运动到P点后处于静止状态（）。试求：
（1）小球的带电性质；
（2）小球所带的电荷量；
（3）轨道对小球支持力。
18．如图所示，边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则计算该三角形中心O点处的场强；
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
电场线越密集的位置电场强度越大，所以Ea可知Fa2．B
【详解】
A．根据对称性可知，B、C两处的电场线疏密程度相同，则B、C两处的电场强度相等，由甲图可看出B、C两处的电场的方向相同，故A正确；
B．根据对称性可知，A、D两处的电场线疏密程度相同，则A、D两处的电场强度相等，由甲图可看出A、D两处的电场的方向相同，故B错误；
C．由甲图可以看出E、O、F三点中，O点处的电场线最密，所以O点处的场强最强，故C正确；
D．由甲图可以看出B、O、C三点中，O点处的电场线最疏，O点场强最弱，故D正确。
故选B。
3．A
【详解】
根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点的电场强度大于b点的电场强度，所以A正确；BCD错误；
故选A。
4．D
【详解】
AB．由图可知，电场线所表示的电场的方向是自左向右，选项AB错误；
C．若q为负电荷，则所受电场力的方向与电场方向相反，即是自右向左的，选项C错误；
D．若q为正电荷，则所受电场力的方向与电场方向相同，即是自左向右的，选项D正确。
故选D。
5．A
【详解】
假设在O点有一个完整的带电荷量为2q的带电球壳，设完整球壳在N点产生的场强大小为E0，左半球壳在N点产生的电场强度大小为E左，右半球壳在N点产生的电场强度大小为E右，根据电场叠加原理
根据题意
解得
A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．A、B两处的电场强度方向相同，都向右，A错误；
BC．因为只有一条电场线，无法判断疏密，无法比较电场强度的大小，BC错误；
D．负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相反，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．A、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，所以电场强度不同，故A错误；
B．A、B两点不在同一圆上，场强大小不相等，但在同一条电场线上，方向相同，所以电场强度不同，故B错误；
C．A、B是匀强电场中的两点，大小相等，方向相同，所以电场强度相同，故C正确；
D．图中A、B两点电场方向不同，电场线疏密程度不同，所以两点电场强度大小也不同，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．电场是一种客观存在的物质，而电场线是人为假想的曲线，是为了形象地描述电场的强弱与方向而引入的，点电荷是理想化模型，现实生活中也不存在，故A错误；
B． 1.60×10 19C就叫做元电荷，点电荷的电荷量是元电荷的整数倍，故B错误；
C．法拉第提出了场的概念，并提出通过形象直观的场线来研究这种特殊物质，故C正确；
D．由公式
可知，在真空中由点电荷Q形成的电场中，某点的场强E跟Q成正比，跟该点到Q的距离r的平方成反比，故点的电场强与试探电荷无关，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
AB．等量异号电荷的电场的分布特点如图
从图中可知，cde三点的场强的方向都向右，所以负点电荷受力方向都水平向左，故AB错误；
C．根据电场的叠加原理知，c点的场强不等于0，则
故C错误；
D．从图中可知看到d点的电场线最密，场强最大，e点的电场线最疏，场强最小，所以负点电荷受力大小为
故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
依题意将场强、反向延长，交点即为点电荷所在的位置，可知电场方向向内，即指向点电荷本身，故该点电荷带负电；根据几何知识可得，a点到Q的距离为
则b点到Q的距离为
a、b两点到Q的距离之比为，由
可得a、b两点的场强之比为
得出
故选B。
11．ACD
【详解】
等量异种点电荷产生的电场如图
由场强强度的矢量叠加可知，等量异种点电荷产生的电场中，关于中点O对称的两点场强相同，可知A点和E点、B点和F点、C点和G点、D点和H点均关于中点O对称，场强相同，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
12．BC
【详解】
CD．由乙图可得，A、B两点的场强分别为
故A点的电场强度大小为，同一电荷在A点受到的电场力比在B点的大，C正确，D错误；
AB．结合题意可知A点场强向右，B点场强向左，故点电荷Q一定为负电荷且在A、B之间，A错误，B正确。
故选BC。
13．ABC
【详解】
由几何关系可知，的距离为
小球A的受力分析如图
A．依据库仑定律，则A、B间库仑力大小为
故A错误；
B．根据电场强度的定义可知，带电小球B在A处的电场强度为
故B错误。
CD．设细线对小球A的拉力为，根据受力平衡的条件可得
故C错误，D正确。
本题选错的，故选ABC。
14．AD
【详解】
A．当电场强度竖直向上且场强大小为时，在竖直方向上有
此时小球处于平衡状态，故A符合要求；
B．当电场强度与杆成30° 斜向上时，若要使小球处于平衡，根据对称性可知此时杆对小球的支持力大小与电场力大小相等，在竖直方向上有
解得
故B不符合要求；
C．当电场强度沿杆斜向上且场强大小为时，在沿杆的方向有
小球不可能静止，故C不符合要求；
D．当电场强度水平向右时，根据平衡条件以及力的合成与分解有
解得
故D符合要求。
故选AD。
15．AC
【详解】
根据等量异种电荷连线的中垂线上电场强度分布规律可知，从A→O→B，电场强度方向为水平向右，且先增大后减小，所以电子所受电场力水平向左，且先增大后减小，根据平衡条件可知电子所受此外力方向为水平向右，且先增大后减小，故AC正确，BD错误。
故选AC。
16．（1），方向向左；（2），方向向左
【详解】
（1）P点电场强度的大小为
P点电场强度的方向为检验电荷所受电场力方向的反方向，即向左。
（2）电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关，所以若将检验电荷变为+4.0 ×10-9C，电场强度与（1）问中相同。
17．（1）小球带正电；（2）；（3）
【详解】
（1）小球在P点受重力、支持力作用，要处于静止状态，电场力应水平向右，与场强方向相同，故小球带正电，受力示意图如图所示
设轨道支持力与竖直方向夹角为，据几何关系可得
解得
（2）根据共点力平衡条件可得
解得
（3）根据共点力平衡条件可得，轨道对小球支持力为
18．，方向由O指向C
【详解】
O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为
三个电荷在O处产生的场强大小均为
根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为
再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为
方向由O指向C答案第1页，共2页
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