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 同步习题（2word版含答案）

9.3 电场 电场强度
一、单选题
1．下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是( )
A．以正点电荷为圆心的同一圆周上的两点
B．负点电荷电场中同一电场线上的两点
C．与匀强电场电场线垂直的直线上的两点
D．等量异号点电荷连线中垂线上的两点
2．电场中有一点P，下列说法正确的是（　　）
A．若放在P点的点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强越大，则同一电荷在P点受的静电力越大
D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
3．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等间距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q，测得b点场强大小为E。若再将另一点电荷+2Q放在d点，则（　　）
A．b点电场强度大小为，方向水平向左
B．b点电场强度大小为，方向水平向右
C．c点电场强度大小为，方向水平向左
D．c点电场强度大小为，方向水平向右
4．如图所示，真空中有两个静止的点电荷，Q1为正、Q2负，正电荷比负电荷多，分别固定在x轴的坐标为x1=0和x2=6cm的位置上，关于它们产生的电场，下列说法正确的是（　　）
A．在x坐标0~6cm之间，有一处电场强度为0
B．在x>6cm的x轴上，有一处电场强度为0
C．在x轴的负半轴，有一处电场强度为0
D．在x轴以外，有一处电场强度为0
5．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．c点的电场强度大于b点的电场强度
B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点
C．b点的电场强度大于d点的电场强度
D．a点和b点的电场强度的方向相同
6．如图所示，四边形abcd的四条边边长相等，∠a=60°，对角线交点为O，在顶点a、b、c各放一个电性相同电量相等的点电荷，则O点和d点的电场强度大小之比为（　　）
A．1 B． C． D．2
7．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是选项图中的
A． B． C． D．
8．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图．M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
9．将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上（如图所示）。O点为该正方形对角线的交点，直线段AB通过O点且垂直于该正方形，OA>OB，以下对A、B两点的电势和场强的判断正确的是（ ）
A．A点场强小于B点场强 B．A点场强大于B点场强
C．A点电势等于B点电势 D．A点电势高于B点电势
10．如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的a、b两点关于薄板对称，到薄板的距离都是d．若图中b点的电场强度为零，则a点的电场强度大小和方向分别为（静电力常数k）（　　）
A．kq/d2，垂直薄板向左 B．8kq/9d2，垂直薄板向左
C．10kq/9d2，垂直薄板向左 D．kq/9d2，垂直薄板向左
11．在图示的电场中，电荷从静止开始运动，加速度越来越大的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
12．如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN，现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧的A点，并使金属板接地．已知A点离金属板MN的距离为d， C点在A点和板MN之间，AC⊥MN，且AC长恰为．金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比______________（选填“等量同种电荷”、“等量异种电荷”）之间的电场分布；在C点处的电场强度EC=______________．
13．如图所示，匀强电场与竖直方向成角，一带电量为q、质量为m的塑料小球，用丝线悬挂在竖直壁上。丝线恰在水平位置上平衡。则电场强度大小应为______，丝线上的拉力应为_______。
14．如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9000N/C，在电场内一水平面上作半径为10cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿E方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电量为10－8C的正点电荷，则A处场强大小EA=______N/C，B处的场强大小EB=______N/C．
三、解答题
15．如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为，一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量，取，，）求：
(1)小球B开始运动时的加速度为多大？
(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？
16．如右图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：
⑴A点在斜轨道上的高度h；
⑵小球运动到最低点C时，圆轨道对小球的支持力．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．C
【详解】
以正点电荷为圆心的同一圆周上的两点，电场强度大小相等，方向不同，故场强不同，选项A错误；负点电荷电场中同一电场线上的两点，场强大小不等，方向相同，则场强不同，选项B错误；与匀强电场电场线垂直的直线上的两点电场强度大小和方向均相同，故场强相同，选项C正确；等量异号点电荷连线中垂线上的两点，场强的方向相同，但是大小不等，则场强不等，选项D错误.
2．C
【详解】
AB．电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷的有无以及带电量均无关，选项AB错误；
C．根据F=Eq可知，P点的场强越大，则同一电荷在P点受的静电力越大，选项C正确；
D．P点的场强方向为正的试探电荷在该点的受力方向，选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】
AB．设，据题意知，+Q在b点产生的场强大小为E，方向水平向右；由点电荷的场强公式得
+2Q在b点产生的电场强度大小为
方向水平向左，所以b点的场强大小为
方向水平向右，故AB错误；
CD．+Q在c点产生的电场强度大小为
方向向右；+2Q在c点产生的电场强度大小为
方向水平向左，所以c点的场强大小为
方向水平向左，故C正确D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．在x坐标0~6cm之间，两个点电荷在该区域产生的场强方向均向右，则合场强不可能为零，即没有电场强度为0的位置，选项A错误；
B．在x>6cm的x轴上，正电荷在该区域产生的场强方向水平向右，负电荷在该区域产生的场强方向水平向左，又因为正电荷电荷量较大，且离该区域较远，则该区域有一处电场强度为0，选项B正确；
C．在x轴的负半轴，离电荷量较大的正电荷较近，而离电量较小的负电荷较远，则没有电场强度为0的点，选项C错误；
D．两电荷在x轴以外的位置形成的场强方向夹角不可能是180°，则合场强不可能为零，选项D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．从电场线的分布情况可知，b处的电场线比c处的密，所以c点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误；
B．正电荷所受电场力沿电场线切线方向，若将一试探电荷+q由a点释放，电荷将离开原电场线，不可能沿电场线运动到b点，故B错误；
C．电场线的分布可知，b点的电场线比d点的电场线密，即b点的电场强度大于d点的电场强度，故C正确；
D．电场线的分布可知，a点与b点位于同一条曲线上，切线的方向不同，所以a点和b点的电场强度的方向不相同，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
设每个点电荷的带电量为q，四边形的边长为L，因为ac两处的电荷在O点的场强等大反向，则O点的电场强度大小
因为ac两处的电荷在d点的场强等大且互成120°，则d点的电场强度大小
则
故选D。
7．A
【详解】
由v-t图象可知，微粒的速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，由F=qE知，场强增大，电场线越来越密．电场力方向与其运动方向相反，电场力向左，所以电场线方向向右．
A．该图与结论相符，选项A正确；
B．该图与结论不相符，选项B错误；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
8．B
【详解】
因正电荷Q在O点时，G点的场强为零，则可知两负电荷在G点形成的电场的合场强与正电荷Q在G点产生的场强等大反向，大小为
若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为
E1＝k
因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的合场强为
E＝E合－E1＝
方向沿y轴负向
故选B。
9．C
【详解】
AB．根据场强的叠加原理可知，两个等量的正电荷和两个等量的负电荷，在AB两点叠加后的场强均为零，故AB错误；
CD．根据电势的叠加原理可知，两个等量的正电荷和两个等量的负电荷在AB直线上叠加后的电势为零，故A点电势等于B点电势，故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】
此题是关于电场强度及电势的叠加问题；要知道电场强度是矢量，叠加时按照平行四边形法则合成；而电势是标量，按照正电荷周围的电势为正，负电荷周围的电势为负，然后直接相加减即可；此题是中等题，考查学生对物理量的合成方法。
10．C
【解析】由于a点处的合场强为零，所以带电薄板在a处产生的场强与点电荷+q在a处产生的场强大小相等均为，方向相反，可知带电薄板应带正电，由带电薄板产生场强的特点可知，薄板在b点产生的场强方向向左，大小等于．b点的电场强度大小为 E=+=，方向向左．故选C.
11．B
【详解】
正电荷从静止开始沿电场线方向运动，电场线越密集的地方电场强度越大，根据牛顿第二定律
可知B选项中电荷加速度越来越大，ACD错误，B正确。
故选B。
12．等量异种电荷
【详解】
（1）根据静电感应规律可得，金属板上会感应出于点电荷相等的电量，但是带电性质相异，所以他们之间相当于等量异种电荷的电场分布，
（2）们可以把金属棒上感应出的电荷理解为在A点与板对应的另一点B点存在一个电荷-Q．这样就可以理解成两个点电荷在该点产生的电场，该空间的电场相当于等量异种电荷电场的一半，所以产生的电场为
13．
【详解】
小球受力如图所示：
根据平衡条件有：
解得：
14．9×103 N/C 方向与E成45°角斜向右下方
【详解】
圆心O处的点电荷在A点产生的场强方向水平向左，根据矢量求和，所以A处的合场强为零；B处场强大小．
思路分析：先根据点电荷的场强公式求出点电荷在A点的场强大小，根据矢量求和匀原匀强电场叠加得到A、B两点的场强大小．
试题点评：考查点电荷产生的电场和矢量求和的应用．
15．(1)a＝3.2 m/s2；(2)r＝0.9 m
【详解】
(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得
解得
(2)小球B速度最大时合力为零，即
解得
16．(1)R (2) 3mg
【解析】
试题分析：由题意得：mg=2Eq
设小球到B点的最小速度为VB，则由牛顿第二定律可得：
mg-Eq=m；
对AB过程由动能定理可得：
mg（h-2R）-Eq（h-2R）=mVB2；
联立解得：h=R；
（2）对AC过程由动能定理可得：
mgh-Eqh=mvc2；
由牛顿第二定律可得：
F+Eq-mg=m
联立解得：F=3mg；由牛顿第三定律可得小球对轨道最低点的压力为3mg．
考点：牛顿定律及动能定理．答案第1页，共2页
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