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
1．2021年8月3日到4日，雅安市持续了两天的雷阵雨天气，在雷雨天人们应该提高防雷意识，保护生命财产安全。现假设在某雷雨天，一雷雨云下方存在一沿竖直方向的匀强电场，其电场强度为104V/m。一半径为1mm的球形雨滴在此电场中不会下落，则该雨滴携带的电荷量的最小值约为（取重力加速度大小为10m/s2，水的密度为103kg/m）（　　）
A． B． C． D．
2．如图，在点电荷Q产生的电场中，虚线是以点电荷所在处为圆心的同心圆。则关于虚线上A、B、C三点的场强EA、EB、EC的关系判断正确的是（　　）
A．EA＞EC
B．EB＜EC
C．EA和EB方向相同
D．EB和EC方向相同
3．下列关于电场线的说法中正确的是（　　）
A．电场线在空间不相交，但可以相切
B．电场线的疏密可以表示电场的强弱
C．电场线的指向就是电场强度的方向
D．电场线是电荷间相互作用的媒介物质
4．在真空中，按如图方式在正方体的某点或某两点放置点电荷，电荷量大小均为q，则图中A、B两点的的电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
5．电场中某点的电场强度为E，电量为q的检验电荷放在该点受到的电场力为F。下列图中能正确反映E、F、q三者关系的是（　　）
A． B．
C． D．
6．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
7．如图所示，半径为R的光滑绝缘的半圆形轨道ABC，A点与圆心等高，B点在圆心正下方，轨道固定在电场强度为E的匀强电场中。两个带等量同种电荷小球刚好能静止在轨道的A点和B点。已知两小球质量皆为m，重力加速度为g，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　）
A．小球带正电
B．小球的带电量为
C．小球的带电量为
D．在A点小球对轨道的压力小于在B点小球对轨道的压力大小
8．△ABC是匀强电场中一个边长为a的正三角形，O为该三角形的中心。若在△ABC的三个顶点A、B、C分别固定点电荷+q、+q、－q，如图所示，则O处的场强为零。据此可知，匀强电场电场强度的大小和方向为（　　）
A．，方向由C指向O
B．，方向由O指向C
C．，方向由C指向O
D．，方向由O指向C
9．如图所示，A项中的a、b是以点电荷Q为圆心的圆周上的两点，B项中的a、b是等量异种电荷连线中垂线上相对于垂足O对称的两点，C项中a、b为等量同种电荷连线中垂线上相对于垂足O对称的两点；D项中a、b是等量同种电荷连线上相对于中点O对称的两点，则a、b两点场强相同的是（　　）
A． B．
C． D．
10．下列各图中，描绘单个点电荷的电场线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
11．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且，在a点和d点分别固定有电荷量为Q的等量异种点电荷，则下列说法正确的是（　　）
A．b、c两点的电场强度相同 B．b、c两点的电场强度方向不同
C．要使c点处的电场强度为零，可以在b点放置电荷量为的正电荷 D．要使c点处的电场强度为零，可以在b点放置电荷量为的负电荷
三、填空题
12．如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷 + Q，在y轴上C点有点电荷 - Q，且CO = OD = r，∠ADO = 60°。则O点电场强度大小为______，D点的电场强度大小为_________
13．两个固定的点电荷A和B，所带电荷量分别为 + 4Q和 + Q，相距为d，则在A、B连线______（选填“左侧”、“之间”或“右侧”）距离A_______处放一个点电荷，才能使得该电荷平衡。
14．如图所示，直角三角形中AB=40cm，BC=30cm，在A、B处分别放有点电荷、，测得C处场强=8V/m，方向平行于AB向上。可知与___________（填同号，异号，可能是同号也可能异号），今撤去，则大小为___________V/m。
四、解答题
15．将电荷量为q1=+2.0×10-8C的点电荷放在电场中的A点，点电荷q1在A点受到的电场力大小为F1=4.0×10-4N，方向水平向右，如图所示。求：
（1）A点电场强度E的大小；
（2）若移走q1，将另一个电荷量为q2=+1.0×10-8C的点电荷放在A点，点电荷q2在A点受到的电场力F2的大小。
16．如图是密立根测电荷量的装置示意图。一体积微小的带负电油滴在电场力F和油滴重力G作用下处于平衡状态，悬在匀强电场中的P点。若测得带负电油滴的电荷量q=1.48×10-16C，所受重力G=2.96×10-11N。
（1）判断该匀强电场的方向（答“竖直向上”或“竖直向下”）；
（2）求匀强电场的电场强度大小E。
17．如图所示，一个质量为m=0.4kg，带电量为q= +2.5×10-3 C的半径极小的，用绝缘丝线悬挂在某水平匀强电场E中，当小球静止时，测得悬线与竖直方向的夹角为37°，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10N/kg） 试求：
（1）匀强电场E的方向；
（2）小球所受电场力的大小？
18．如图所示，A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，两小球到其连线中点O的距离均为x=0.8m。现用两根长度均为L=1m的绝缘细线由A、B两点系一带电小球C，静止时，细线张力恰好为零。己知小球C的质量m=0.1kg，电量C，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2，不计空气阻力。
（1）求小球C所处位置的电场强度大小；
（2）求A、B处小球的电荷量Q；
（3）若给小球C一初速度，使小球C恰能在竖直面内做圆周运动，求小球经过最低点时细线的拉力大小。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向
mg=Eq
其中
m=ρV
解得
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
AB．离点电荷越近的位置场强越大，即
EA=EB＞EC
选项A正确， B错误；
CD．AC两点的场强方向相同，与B点的场强方向不同，选项CD错误。
故选A。
3．B
【解析】
【详解】
A．电场线既不相交，也不相切，A错误；
B．电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小，电场线的疏密可以表示电场的强弱，B正确；
C．电场线上某点的切线方向就是该处电场强度的方向，C错误；
D．电场线不是真实存在的，电荷间相互作用的媒介物质是电场，D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．根据点电荷电场线的分布，可知图中A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故A不符合题意；
B．根据等量异种电荷电场线的分布，可知图中A、B两点的电场强度大小不相等，方向不同，故B不符合题意；
C．根据等量异种电荷电场线的分布，可知图中A、B两点的电场强度大小相等，方向相同，故C符合题意；
D．根据等量异种电荷电场线的分布，可知图中A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
根据电场强度的定义公式
可知，该点受到的电场力为F与放在该点的试探电荷的比值保持不变，但是电场中某点的电场强度为E，与F和q无关，电场强度是由场源电荷及该点在电场中的位置来决定，由电场本身性质决定。
故选D。
6．B
【解析】
【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。
7．B
【解析】
【详解】
A．若小球带正电，对B球分析，小球B受重力、电场力、A对B的库仑力和支持力不可能处于平衡，可知小球带负电，故A错误；
BC．根据平衡知
Fcos 45°=mg=qE
解得
q=
故B正确，C错误；
D．根据平衡知
qE=Fcos 45°
qE＋Fcos 45°=NA
则
NA=2qE
NB=mg＋Fsin 45°=mg＋qE=2qE
可知小球在A点和B点对轨道的压力大小相等，故D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
由几何关系可知
根据对称性以及电场强度的叠加可知三个点电荷在O点产生的合电场强度大小为
方向由O指向C，由题意可知匀强电场与E大小相等、方向相反，所以其大小为，方向由C指向O，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
A．在点电荷产生的电场中，同心球面上各点的场强大小相等，方向不同，则a、b两点的场强不同，选项A错误；
B．等量异种电荷的电场关于连线具有对称性，在连线中垂线上相对于垂足O对称的两点场强大小和方向都相同，则a、b两点的场强相同，选项B正确；
C．等量同种电荷连线中垂线上相对于垂足O对称的两点，场强大小相同，但方向不同，选项C错误；
D．等量同种电荷连线上相对于中点O对称的两点，根据电场线的分布情况和对称性可知a、b两点场强大小相等，方向相反，选项D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
对于单个正电荷来说，电场线为由电荷出发的直线；而对于负电荷，电场线为由无穷远处指向电荷的直线，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
11．AD
【解析】
【详解】
AB．根据等量异种点电荷电场的分布特点知，连线上关于中点对称的两点场强等大、同向，故A正确，B错误；
CD．根据等量异种点电荷电场的分布特点知，c点的电场强度方向水平向右，要使c点处的电场强度为零，在b点只能放置负电荷，设，c点电场强度为
要使c点处的电场强度为零，在b点只能放置负电荷，根据
解得
故D正确，C错误。
故选AD。
12． 0
【解析】
【详解】
两个正点电荷在O点产生的场强的矢量和为零，但负点电荷在O点产生的场强为
则O点电场强度大小为。
由几何关系可知AD = BD = CD，则两个 + Q在D点的电场强度大小相等，夹角为120°，则合场强与 - Q在D点的场强等大反向，则D点的场强为零。
13． 之间
【解析】
【详解】
要使放入的点电荷平衡，则需放入点的场强为零，由电场的叠加原理可知，在AB连线两侧的合场强不可能为0，只有在AB连线之间的合场强才可能为0。设距离A点x处放入点电荷，由点电荷场强公式有
解得
14． 异号 6V/m
【解析】
【详解】
因为A、B为点电荷，故B产生的电场沿直线BC，要么指向B，要么指向C，同理A产生的电场沿直线AC，方向要么指向A，要么指向C，因为合场强平行于直线AB，故B产生的电场沿直线BC，指向C，A产生的场强沿直线AC，方向指向A，故B带正电荷，A带负电荷，即与异号；
=8V/m，有几何关系可得
撤去，只剩，则大小为
15．（1）2.0×104N/C；（2）2.0×10-4N
【解析】
【详解】
（1）A点电场强度E的大小为
（2）点电荷q2在A点受到的电场力F2的大小为
16．（1）竖直向下；（2）2×105N/C
【解析】
【详解】
（1）物体受电场力向上，油滴带负电，可判断该匀强电场的方向竖直向下；
（2）根据
G=qE
可得匀强电场的电场强度大小
17．（1）水平向右；（2）3N
【解析】
【详解】
（1）由题意可知，小球能够处于平衡状态，可得匀强电场的方向为水平向右；
（2）根据小球受力平衡可得
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）设小球C所处位置的电场强度大小为E，根据小球C静止时，细线张力恰好为零，对小球受力分析可知
代入数据解得
（2）因A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，则两个点电荷在小球C所处位置产生的电场强度的大小相等，设一个带正电小球在C所处位置产生的电场强度的大小为，AC与AB连线夹角为，由已知条件可知
根据电场的叠加原理可知小球C所处位置的电场强度
解得
再根据点电荷场强公式
代入数据解得
（3）若给小球C一初速度，使小球C恰能在竖直面内做圆周运动，则当小球C到达最高点时，细线张力为零，由于对称性可知最高点和最低点的电场强度大小相等方向相反，则根据牛顿第二定律
代入数据解得
小球C从最高点运动到最低点的过程中，通过分析可知，只有重力做功，根据机械能守恒定律
代入数据解得小球在最低点速度
设小球在最低点时绳子的张力为F，根据牛顿第二定律
代入数据解得
试卷第页，共页
试卷第1页，共1页