2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册-9.3 电场 电场强度 同步练习题(Word版含答案)

9.3 电场 电场强度
一、单选题
1．在如图所示的四种电场中，A、B 两点电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，实线表示某电场中的电场线，A、B为电场中两点，关于A、B两点的电场强度EA、EB的关系，下列判断中正确的是
A．EA＜EB B．EA＞EB
C．EA＝EB D．无法判断
3．下列各图中，正确描绘一个负电荷电场线的是
A． B．
C． D．
4．点电荷P、Q在真空中产生电场的电场线如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q都是正电荷
B．P、Q都是负电荷
C．P是负电荷，Q是正电荷
D．P是正电荷，Q是负电荷
5．如图所示，M，N为某电场中的两点，下列说法正确的是（　　）
A．该电场是匀强电场
B．该电场一定是点电荷产生的电场
C．M点的电场强度比N点的小
D．在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反
6．一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到水平向右的大小为F的电场力。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为（　　）
A．，方向水平向左 B．，方向水平向左
C．，方向水平向右 D．，方向水平向右
7．电场强度的单位正确的是（　　）
A．N/C B．J/C C．V/C D．N/m
8．如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离．以下判断正确的是
A．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
B．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
二、多选题
9．关于电场线，下列说法正确的是（ ）
A．电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷
B．电场线是闭合曲线
C．电场线的疏密程度可以大致表示电场强度的大小
D．电场强度的方向与负电荷在此处收到电场力方向相同
10．如图所示，关于 a、b 两点的电场强度的大小及方向，下列表述正确的是( )
A．> B．a、b 场强方向不同
C．< D．a、b 场强方向相同
11．下列图中，绝缘细绳一端固定在O点，另一端系一个质量为m，带电量为—q的小球。为了使小球能静止在图中所示位置，可以加一个与纸面平行的匀强电场，则所加电场方向符合要求的是（　　）
A． B． C． D．
12．已知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，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（ ）
A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为
C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为
13．如图（a）所示，直线AB是某点电荷电场中的一条电场线．图（b）是放在电场线上a、b两点的电荷量与所受电场力大小的函数图象．由此可以判定（ ）
A．场源可能是正电荷，位置在点A左侧
B．场源可能是正电荷，位置在点B右侧
C．场源可能是负电荷，位置在点A左侧
D．场源可能是负电筒，位置在点B右侧
14．如图所示，A、B两个带电小球可以看成点电荷，用两等长绝缘细线悬挂起来，在水平方向的匀强电场中，A、B静止，且悬线都保持竖直，已知A、B相距3cm，A的带电量为qA=+2.0×10-9 C。，则（　　）
A．小球B带正电，qB=2.0×10-9C
B．小球B带负电，qB=-2.0×10-9C
C．匀强电场的场强大小E=2×104N/C，方向水平向左
D．A、B连线中点处的场强大小为1.6×105N/C，方向水平向右
三、填空题
15．图为某电场的部分电场线。由图可知A、B两点的场强大小EA_____EB（选填“>”、“<”或“＝”），电场中的A点放入一个带电荷量为的负电荷，所受电场力大小为，方向水平向左。则A点的电场强度E =_____________N/C，若将该电荷撤走，则A点的电场强度E = __________N/C
16．如图所示，CD为AB的中垂线，A、B上有等量同种正电荷，现将一电荷，由静止开始，从C点向D方向无限移动下去，则受到的电场力的大小将会________，加速度的大小将会________，速度的大小将会________．
17．电场中一电荷量q、质量m的带电粒子，仅在电场力作用下从A点沿直线运动到B点，其速度图像如图所示，图线斜率为k。则A、B连线上各点的场强_____（填“相等”或“不相等”），A点的场强_____。
18．如图所示，均匀带电圆环的总电量为Q，环的半径为b，在轴线上距环心为a处有一点，圆环上的电荷在这一点产生的总场强大小为_____。
四、解答题
19．如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向夹角θ=37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，。求：
（1）小球所受电场力F大小；
（2）小球质量m；
（3）将电场撤去小球回到最低点时速度v的大小；
（4）撤去电场后小球到达最低点时绳子对小球的拉力大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．C
【详解】
AD．电场强度是一个矢量，既有大小也有方向，从题图可以看出A、D选项中电场强度的方向不一致，故AD错误；
B．在点电荷的电场中有，从B选项图中可知，A点离点电荷较近，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；
C．在匀强电场中，电场强度处处相等，故C正确。
故选C。
2．A
【详解】
电场线的疏密反映场强的大小，可知A点电场强度小于B点的电场强度，即EA＜EB，故选A．
3．A
【详解】
负电荷电场线方向指向负电荷，且电荷周围电场线均匀分布，故A正确．
4．C
【详解】
电场线的方向是由正电荷出发指向负电荷或无穷远，由图知，P是负电荷，Q是正电荷，所以ABD错误；C正确．
5．D
【详解】
A．由图，结合匀强电场的特点可知，该电场一定不是匀强电场，故A错误；
B．点电荷的电场为均匀的、辐射状的电场，由图可知，该电场不是点电荷的电场，故B错误；
C．M、N是同一电场中的两点，由图看出，M处电场线密，N处电场线疏，则M处电场强度大于N处电场强度，故C错误；
D．在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到水平向右的大小为F的电场力，则该点的场强
方向水平向右；电场中某点的场强是由电场本身决定的，与试探电荷的电量无关，即若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E仍为，方向水平向右。
故选C。
7．A
【详解】
ABD．根据电场强度定义式
F的单位是N，q的单位是C，可得电场强度的单位为N/C，所以N/m、J/C不是电场强度的单位，故A正确，BD错误；
C．根据
U的单位是V，d的单位是m，可得V/m米是电场强度的单位，V/C不是电场强度的单位，故C错误。
故选A。
8．B
【详解】
电场线是从正电荷出发止于负电荷，所以是正电荷；根据点电荷的场强公式得点的电场强度大于点的电场强度；
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误．
9．AC
【详解】
A．电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，故A正确；
B．电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故B错误；
C．电场线稀疏的地方电场强度小，密集的地方电场强度大，故电场线的疏密程度可以大致表示电场强度的大小，故C正确；
D．电场强度的方向与负电荷在此处受到电场力方向相反，与正电荷在此处受到电场力方向相同，故D错误。
故选AC。
10．AB
【详解】
电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，由图象可知，电场线的切线方向表示该点场强的方向，所以a、b两点的电场强度方向不同，故A、B正确，C、D错误；
故选AB．
【点睛】
电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，电场线的切线方向与该点的电场强度方向相同．
11．BD
【详解】
A．当电场方向向下时，带电小球所受的电场力方向向下，重力方向也向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，A错误；
B．当电场方向向上时，带电小球所受的电场力方向上，当
细线可以无拉力，小球可以静止在如图位置，B正确；
C．当电场方向水平向左，带电小球所受的电场力方向向左，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，C错误；
D．当电场方向水平向右，带电小球所受的电场力水平向右，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球可以静止在如图位置，D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】
A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小
故A错误；
BC．C点的电场强度大小
故B正确，C错误；
D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小
故D正确。
故选BD。
13．AC
【详解】
由电场强度的定义式得知：F-q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率大于b的斜率，说明a处场强大于b处的场强，电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较近，即场源位置在A侧；由于电场线的方向不能确定，故场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷．
A. 场源可能是正电荷，位置在点A左侧，与结论相符，选项A正确；
B. 场源可能是正电荷，位置在点B右侧，与结论不相符，选项B错误；
C. 场源可能是负电荷，位置在点A左侧，与结论相符，选项C正确；
D. 场源可能是负电筒，位置在点B右侧，与结论不相符，选项D错误．
14．BC
【详解】
ABC．匀强电场对两个小球的电场力方向相反，要使它们都平衡，两个球必定是异种电荷，故选B带负电。由题意可知A球受力平衡，水平方向合外力等于零，B对A的作用力向右，所以要加一个水平向左的电场；对AB受力分析，则由根据平衡条件得
代入数据解得
E=2×104N/C，qB=qA=2.0×10-9C
选项A错误，BC正确。
D．A、B在连线中点处的场强大小相等，均为
方向水平向右；则A、B连线中点处的场强大小
E′=2E1-E=7E=1.4×105N/C
方向水平向右，选项D错误。
故选BC。
15．< 40000 40000
【详解】
电场线疏密表示场强的大小，点的电场线比点的电场线密，则有：
点的电场强度为：
场强方向与负电荷所受电场力方向相反，即水平向右；
把将该电荷撤走后，点的电场强度不变，大小仍为，方向水平向右。
16．先增后减 先增后减 一直增大
【详解】
．在等量同种正电荷形成的电场中，在两点荷连线的垂直平分线上，从C点向上场强先增加后减小，则将一电荷，由静止开始，从C点向D方向无限移动下去，则受到的电场力的大小将会先增加后减小，加速度的大小将会先增后减，速度的大小将会一直变大．
17．相等
【详解】
由图像可知，粒子做匀加速直线运动，在图像中，斜率代表加速度，因此
则合外力恒定，该电场为匀强电场，A、B连线上各点的场强相等。
根据牛顿第二定律有
则电场强度
18．
【详解】
将带电圆环分成n段(n很大)，每一小段看作一个点电荷，其所带电量为
每个点电荷在a处产生的电场强度大小为
设与轴线的夹角为α，各小段带电环在a处的电场强度E的垂直于轴向的分量相互抵消，而E的轴向的分量Ex之和即为带电环在a处的场强，则
而
所以联立计算得出
19．（1）310-3N；（2）410-4kg；（3）2m/s；（4）5.610-3N
【详解】
（1）小球所受电场力F大小
（2）球受mg、绳的拉力T和电场力F作用，
根据共点力平衡条件和图中几何关系有
解得小球的质量
（3）将电场撤去，小球摆动到最低点的过程由机械能守恒定律得：
解得
（4）将电场撤去，小球摆动到最低点时由牛顿第二定律得
解得
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