9.3电场 电场强度 学科素养提升练（word版含答案）

9.3电场 电场强度 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列各图中能正确表示孤立、静止的正点电荷的电场线分布的是（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示,为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的点放一个负点电荷(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是( )
A．点电荷在从点到点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B．点电荷在从点到点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C．点电荷运动到点时加速度为零，速度达最大值
D．点电荷越过点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零
3．关于电场线的性质，下列说法不正确的是（　　）
A．电场线是为了形象描述电场的假想线，不是真实的
B．电场线的疏密表示电场的强弱
C．电场线在特殊情况下可能相交
D．静电场中，电场线起于正电荷，止于负电荷，电场线不闭合
4．如图，真空中一质量为m、电荷量为+q的检验电荷仅受固定点电荷Q（图中未画出）的作用绕Q做匀速圆周运动，A、B是检验电荷在运动中通过的相距为L的两点，在A、B两点，电荷的速率为v，与A、B连线的夹角为30°。已知静电力常量为k，由此可知（　　）
A．检验电荷运动形成的环形电流大小为
B．电荷q从A到B经历的时间为
C．电荷Q带负电，电荷量绝对值为
D．电荷Q在A、B连线中点O处的场强大小为
5．一个正电荷从电场中的A点由静止释放，仅在电场力作用下沿电场线由A点运动到B点，它运动的v-t图象如图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的（　　）
A．B．C．D．
6．如图所示,正方形的边长为,B、D两顶点上同定着两个点电荷,若在顶点C上放置一带电量为+Q的点电荷,则A点场强恰好为零,若将该点电荷移至正方形中心处,则A点场强为( )
A．,由A指向C
B．,由C指向A
C．,由A指向C
D．,由C指向A
7．下列电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图，倾角为θ的绝缘光滑斜面和斜面底端电荷量为Q的正点电荷均固定，一质量为m、电荷量为q的带正电小滑块从A点由静止开始沿斜面下滑，刚好能够到达B点。已知A、B间距为L，Q>>q，重力加速度大小为g。则A、B两点间的电势差UAB等于（　　）
A． B． C． D．
9．下列关于电荷在电场、磁场中受力的说法，正确的是（　　）
A．电荷在电场中一定受电场力 B．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力
C．通电导线在磁场中一定受安培力 D．洛伦兹力可以对运动电荷做正功
10．如图所示，真空中一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，半径分别为R和2R，实线为一带电粒子M在电场中运动的轨迹，a、b、c为轨迹和虚线圆的交点，不计重力，下列说法中正确的是（　　）
A．粒子M带正电荷
B．a、b两点处的电场强度与电势均相同
C．粒子M在b点处受到的电场力是c点处受到的电场力的4倍
D．粒子M在a点的电势能比在c点处电势能大
11．下列关于电场中某点电场强度方向的说法，正确的是（　　）
A．与检验电荷在该点所受合外力的方向一定相同
B．与带电粒子在电场中的运动方向一定相同
C．与负检验电荷在该点所受电场力的方向一定相同
D．与正检验电荷在该点所受电场力的方向一定相同
12．如图所示，直角△ABC中，∠C=90°，∠A=37°，两个电荷量为的正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则为（　　）
A．3:4 B．4:3 C．16:9 D．9:16
13．如图所示，带正电的细杆被绝缘丝线吊在空中，细杆上的电荷量均匀分布。电荷量为的小球（可看作点电荷）被悬挂在细杆的正上方，与的距离为，与相距为的距离点场强为零，点在下方与相距，静电力常量为，下面说法正确的是（　　）
A．小球带负电
B．细杆上的电荷在点产生的场强为
C．细杆上的电荷在点产生的场强为
D．点的场强为
14．在静电场中a、b两点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知（　　）
A．a、b两点可能在同一条电场线上 B．两点场强大小关系是Ea>Eb
C．两点场强方向可能不相同 D．以上答案都不对
15．在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力方向水平向右。下列说法中正确的是（　　）
A．当在该点放正电荷时，该点场强方向向右
B．当在该点放负电荷时，该点场强方向向左
C．该点的场强方向一定向右
D．该点的场强方向可能向右，也可能向水
二、解答题
16．如图所示，A为带正电（电荷量为Q）的金属板，质量为m、电荷量为+q的均匀带电小球，用绝缘丝悬挂于O点，受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球与金属板中心B恰好在同一条水平线上，且距离为r．求：
（1）小球在B点产生的电场强度；
（2）金属板在小球处产生的电场强度．
17．把质量为2g的带负电小球A用长为50cm的绝缘细绳悬起并保持静止。现将带电量为Q=4.0×10－6C的带电小球B缓慢靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，则绳与竖直方向成α=37°角并保持平衡:
（1） A球带电量是多少
（2）求此时B球在A球处产生的电场强度。
（3） 在此过程中电场力对A做功多少。
参考答案
1．B
【详解】
根据电场线的特点：电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止。可知B图能正确表示孤立、静止的正点电荷的电场线分布。
故选B。
2．C
【详解】
因中垂线上半部分的各点合场强方向相同，均为O指向P，而O至无穷远处场强先增大后减小，场强最大的位置有可能在OP之间，也可能在OP的延长线上，所以负点电荷从P至O的过程一直加速，到O时v最大，而加速度的大小可能逐渐减小，也可能先增大后减小，故加速度的大小变化无法确定，同理点电荷越过点后，速度越来越小， 加速度的大小变化无法确定，故C正确，ABD错误；
故选C。
3．C
【详解】
A．电场是可观真实存在的，而电场线是为了形象描述电场的假想线，不是真实的，故A正确，不符合题意；
B．电场线的疏密表示场强的强弱，故B正确，不符合题意；
C．电场线上的每一点切线方向表示该处的场强方向，故电场线不相交、不相切，故C错误，符合题意；
D．静电场中，电场线起于正电荷，止于负电荷，电场线不闭合，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
A．检验电荷绕点电荷做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，库仑力方向与速度方向垂直，如图所示
根据几何关系，可得轨迹半径
则检验电荷运动的周期为
所以检验电荷运动形成的环形电流大小为
A错误；
B．弦对应的圆心角
则电荷从到经历的时间
B错误；
C．两电荷间存在库仑引力，则电荷带负电，库仑力提供向心力
解得：
C正确；
D．根据库仑定律可知，电荷在A、连线中点处的场强大小为
D错误。
故选C。
5．D
【详解】
正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，根据v-t图像可知电荷的加速度逐渐增大，即电荷所受电场力逐渐增大，又根据电场线越密集电场强度越大可知，从A到B电场线逐渐密集，综上所述可知ABC不可能，D可能。
故选D。
6．B
【详解】
在顶点C上放置一带电量为+Q的点电荷,则A点场强恰好为零，则BD在A点产生场强与C在A产生场强等大反向
由A指向C，将该点电荷移至正方形中心处，A点场强为
由C指向A
故选B。
7．B
【详解】
ACD．电场线的疏密程度表示电场强弱，电场线上的点的切线方向代表这一点的电场强度方向，由图知ACD中A、B两点电场强度不同，故ACD错误；
B．图中电场为匀强电场，场强大小和方向处处相同，故B正确。
故选B。
8．C
【详解】
从A到B由动能定理可知
解得
故选C。
9．A
【详解】
A．电场的基本性质是对放入电场中的电荷有力的作用，所以带电粒子在电场中一定受电场力作用，故A正确；
B．电荷运动方向与磁场方向平行时，电荷不受洛伦兹力作用，故B错误；
C．通电导线在磁场中平行放置时，不受安培力作用，除此之外，都存在安培力，当通电导线与磁场垂直放置时，安培力处于最大值，故C错误；
D．根据左手定则可知，洛伦兹力垂直于速度的方向，所以其力不改变速度的大小，也不会对电荷做功，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．曲线运动中合外力指向轨迹的凹侧，可知两电荷间的库仑力为引力，由于O点的点电荷带正电，因此粒子M带负电，故A错误；
B．a、b两点处的电场强度方向不同，故B错误；
C．根据，以及两圆的半径分别为R和2R，可知b点的电场强度大小是c点的4倍，因此粒子M在b点处受到的电场力是c点处受到的电场力的4倍，故C正确；
D．粒子从a到c的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增大，因此粒子M在c点的电势能较大，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
ACD．电场中某点电场强度方向与正检验电荷在该点所受电场力的方向相同，与负检验电荷在该点所受电场力的方向相反，但是与合外力方向没有直接的关系，故AC错误，D正确；
B．电场中某点电场强度方向与带电粒子在电场中的运动方向也没有必然的联系，电场强度方向与带电粒子在电场中的运动方向可能相同也可能相反也可能不共线，故B错误。
故选D。
12．B
【详解】
试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，则A、B在C点产生的合场强方向竖直向上或竖直向下，下图以竖直向下来求解（竖直向上结果相同）
由图可知
由点电荷场强公式
计算可得
故ACD均错误，B正确。
故选B。
13．BD
【详解】
A．P点处的场强为零，小球C带正电，A项错误。
B．C点处点电荷在点产生的电场的场强与细杆AB在点产生的场强等大反向，因此细杆在点产生的电场的场强大小为
B项正确；
C．由于点和点关于细杆对称，因此细杆在点产生的电场的场强大小亦为，C项错误，
D．根据电场叠加原理，点处的合电场强度为
D项正确。
故选BD。
14．AB
【详解】
A．由题图可读出，放置在a点是正电荷，放置在b点是负电荷，且两电荷在两点受到电场力的方向相反。所以a、b两点可能在同一条电场线上，故A正确；
B．根据
可知，图线的斜率表示该点的电场强度，可知
故B正确；
CD．根据正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷与所受电场强度方向相反，可知a、b两点的场强方向相同，故CD错误。
故选AB。
15．AC
【详解】
A．根据正电荷所受电场力的方向与该点场强方向相同，知场强方向向右，A正确；
BCD．场强由电场本身决定，与试探电荷无关，所以当在该点放负电荷或者不放电荷时，该点的场强方向一定向右，BD错误，C正确。
故选AC。
16．（1），方向水平向左；（2），方向水平向右
【详解】
（1）由点电荷场强公式
=k
方向水平向左。
（2）对小球受力分析，如图所示
由平衡条件得
所以小球所在处的电场强度为
方向水平向右。
17．（1）3.75×10-8C；（2）4×105N/C；（3） 2×10-3J
【详解】
（1）对球A受力分析，如图：
根据共点力平衡条件，结合几何关系得到
Tcos37°=mg
Tsin37°=F
解得
F=mgtan37°=0.75mg=0.015N
即A球受的库仑力为0.015N．根据库仑定律，有
故
（2）此时B球在A球处产生的电场强度
（3） 在此过程中电场力对A做功等于重力势能的增加即