9.3电场电场强度 同步训练（word版含答案）

9.3电场电场强度
一、选择题（共15题）
1．关于电场的说法错误的是（ ）
A．电场并不存在，是人们想象出来的
B．电场是一种客观存在的物质
C．电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用
D．电荷间的相互作用是通过电场发生的
2．电场中有一点P，下列哪些说法是正确的( )
A．若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点的场强为零
C．放在P点的检验电荷的电量越大，则受到的电场力越大
D．P点的场强方向为带负电的检验电荷在该点的受力方向
3．以下表述不符合电学发展史实的是（　　）
A．富兰克林通过实验发现雷电与摩擦电的性质相同，并命名了正电荷和负电荷
B．库仑通过扭称实验发现了点电荷之间的作用规律，并测得静电力常量的数值
C．密立根最早通过油滴实验测得元电荷的数值，并揭示了电荷量不能连续变化
D．法拉第最早提出电荷的周围存在着电场，并最早采用电场线来形象描述电场
4．下列关于电场和电场强度的说法错误的是（ ）
A．由E=F/q知，电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向
C．在真空中，点电荷电场强度的表达式E＝kQ/r2中的Q指的是产生电场的点电荷
D．在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度大小相同
5．在如图所示的四种典型电场的情况中，指出其中哪种电场中a、b两点的电场强度相同（　　）
A．平行板电容器带电时，极板间除边缘附近外的任意两点a、b
B．两个不等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
C．离点电荷等距的任意两点a、b
D．两个等量同号点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
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两处的场强，则（　　）
A．A、B两处的场强方向不相同
B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB
C．电场线从A指向B，所以EA＞EB
D．不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定
7．如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为-2Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q>0）的固定点电荷。已知b点处的场强为则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，正电荷均匀分布在半圆形绝缘细杆上，细杆上的电荷在圆心O处产生的电场强度大小为E。杆上的P、Q两点把杆分为长度相等的三部分，现在保持杆AP段和BQ段带电情况不变，但PQ段均匀带上和之前电量相等的负电荷，则圆心O处的电场强度变为（　　）
A． B． C．0 D．
9．下列关于点电荷的场强公式的说法中，正确的是（ ）
A．在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成反比，与r2成正比
B．Q是产生电场的电荷，r是场强为E的点到Q的距离
C．点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷Q
D．点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q
10．如图所示，AB为一固定的水平绝缘杆，在其上下对称位置固定放置一对等量同种正点电荷，其连线与AB交于O点，杆上的E、F点关于O点对称，E、F的间距为L.一可以视为质点的小球穿在杆上，小球与杆的动摩擦因数随位置而变化，该变化规律足以保证小球从E点以一初速度v0沿杆向右做匀减速直线运动并经过F点，小球带负电，质量为m.其在O点处与杆的动摩擦因数为μ0.则在由E到F的过程中( )
A．小球在O点电势能最大
B．小球在E、F两点与杆的动摩擦因数一定相同
C．E到O点，小球与杆的动摩擦因数逐渐减小
D．小球克服摩擦力做功为μ0mgL
11．在相距为r的A、B两点分别放上点电荷和，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法中不正确的是
A．如果q在C点受力为零，则和一定是等量异种电荷
B．如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则和一定是异种电荷，且电荷量大小
C．如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则一定是负电荷且电荷量大小
D．如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则和一定是等量异种电荷
12．理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内的电场强度为零．假设某星球是一半径为R、电荷量为Q且电荷分布均匀的球体，静电力常量为k，则星球表面下h深度处的电场强度的大小为（ ）
A． B．
C． D．0
13．如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点．一电子以速度vA经过A点向B点运动，经过一段时间后，电子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，则（ ）
A．A点的场强一定大于B点的场强
B．A点的电势一定低于B点的电势
C．电子在A点的动能一定大于它在B点的动能
D．电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能
14．如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处．A、B、C、D为正方形四条边的中点，O为正方形的中心．下列说法正确的是（ ）
A．O点电场强度为零
B．A、B两点的电场强度相同
C．将一正试探电荷从B点沿直线移到D点，电场力做功为零
D．将一正试探电荷从A点沿直线移到C点，试探电荷的电势能增大
15．如图所示，某空间存在一竖直方向的电场，其中的一条电场线如图甲所示，一个质量为m。电荷量为q的带正电小球，从电场线中O点由静止开始沿电场线竖直向上运动x1的过程中，以O为坐标原点，取竖直向上为x轴的正方向，小球运动时电势能ε与位移x的关系如图乙所示，运动忽略空气阻力，则（　　）
A．沿x轴正方向的电场强度大小可能增加
B．从O运动到x1的过程中，如果小球的速度先增后减 ，则加速度一定先减后增
C．从O点运动x1的过程中，每经过相等的位移，小球机械能的增加变少
D．小球运动位移x1时，小球速度的大小为
二、填空题
16．点电荷P、Q在真空中产生电场的电场线如图所示，则Q带______电荷，P带 _____电荷．
17．如图所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点的连线过O点，oa=ab，将质子从a点由静止释放，质子运动到b的速率为v，则将粒子（质量为质子4倍，电量为质子2倍）从a点由静止释放后运动到b点的速率为_________，若电子以oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为__________．
18．如图是某区域的电场线图，A、B是电场中的两个点，由图可知电场强度EA______EB（填“＞”或“＜”），将一个正点电荷先后放在A、B两点，它所受的电场力FA______FB（填“＞”或“＜”）。
19．竖直放置的两块足够长的带电平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，当丝线跟竖直方向成角小球恰好平衡，如图所示．则小球带_______电（填“正”或“负”），电荷量为________．
三、综合题
20．电场中某区域的电场线分布如图所示，已知A点的电场强度E=3.0×104 N/C。将电荷量q=+3.0×10-8 C的点电荷放在电场中的A点。
(1)求该点电荷在A点所受电场力的大小F。
(2)在图中画出该点电荷在A点所受电场力的方向。
21．如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则：
（1）B处场强是多少？方向如何？
（2）如果换成一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？
22．一质量为的带电小球，带电量大小为，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时细线与竖直方向如图所示成角，且（已知，，）。
(1)判断小球带何种电荷；
(2)求电场强度E的大小。
23．如图所示，用30cm的细线将质量为m=4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右，大小为E=1×104N/C的匀强电场时，小球偏转45°后处于静止状态．求：（g = 10 N/kg ）
(1)分析小球的带电性质. (2)求小球的带电量．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A、B、电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，只要有电荷，就一定有电场，故A错误、B正确．C、电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用，故C正确．D、任何电荷周围都产生电场，电荷间的相互作用就是通过电场发生的，故D正确．本题选择错误的．故选A．
2．C
【详解】
场强由场源电荷决定，与试探电荷无关，故AB错误；由，可知P点的场强越大，同一电荷在P点所受到的电场力越大，故C正确；物理学规定，P点的场强方向与正的试探电荷所受力的方向相同，与负的试探电荷所受力的方向相反，故D错误．
3．B
【详解】
A．富兰克林通过实验发现雷电与摩擦电的性质相同，并命名了正电荷和负电荷，符合史实，故A正确，不符合题意；
B．静电力常量的数值是在电量的单位得到定义之后，后人通过麦克斯韦方程计算得出的，故B错误，符合题意；
C．密立根最早通过油滴实验测得元电荷的数值，并揭示了电荷量不能连续变化，故C正确，不符合题意；
D．法拉第最早提出电荷的周围存在着电场，并最早采用电场线来形象描述电场，故D正确，不符合题意；
故选B。
4．A
【详解】
A．电场中某点的电场强度只由电场本身有关，与试探电荷在该点所受的电场力无关，选项A错误，符合题意；
B．电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向，选项B正确，不符合题意；
C．在真空中，点电荷电场强度的表达式E＝kQ/r2中的Q指的是产生电场的点电荷，选项C正确，不符合题意；
D．在点电荷产生的电场中，根据E＝kQ/r2，则以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度大小相同，选项D正确，不符合题意．
5．A
【详解】
A．a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同。故A正确。
B．两个不等量异号点电荷的连线上，据场强叠加可知，a、b两点电场强度大小不相同，故B错误。
C．离点电荷等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同。故C错误。
D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同。故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．根据电场线特点可知，A、B两处的场强方向相同，均水平向右，故A错误；
BCD．因为电场线的疏密代表场强大小，图示只有一根电场线，无法判断A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定，故D正确BC错误。
故选D。
7．A
【详解】
对b点的场强等于在a处的电荷q与圆盘上的电荷在b点场强的叠加，可知圆盘上的电荷在b点场强
圆盘的电荷在d点的场强大小等于在b点的场强大小，则d点处场强的大小为
故选A。
8．C
【详解】
P、Q两点将杆等分为三段，则每段在O点产生的电场强度的大小都相等，设为，如图所示
则由平行四边形定则，可知AP段和QB段在O点的电场强度为，矢量和也为，方向与PQ段在O点产生的电场强度的方向相同，则O点的电场强度的大小
解得
即圆弧PQ在圆心O处产生的电场强度大小为是，现在保持杆AP段和BQ段带电情况不变，但PQ段均匀带上和之前电量相等的负电荷，由上分析可知PQ段在圆心O处产生的电场强度大小为，与原来方向相反，根据电场强度的叠加原理可知，圆心O处的电场强度变为0，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【详解】
AB．点电荷场强的决定式
即点电荷在空间各点所形成的电场强度的大小由此公式决定，所以可以说在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比,故A错误，B正确；
CD．点电荷Q的电场中，各点的场强方向还与场源电荷Q的带电性质有关，如果Q带正电，各点的场强方向一定都背向点电荷Q；如果Q带负电，各点的场强方向一定都指向点电荷Q，故CD错误。
故选B。
10．D
【详解】
小球从E到O的过程中，电场力对小球做正功，小球的电势能减小．从O到F的过程中，电场力做负功，电势能增大，所以小球在O点电势能最小，故A错误．设小球在E、F两点所受的摩擦力大小分别为fE和fF．电场力大小为F电，合外力大小为F．则在E点有：F=fE-F电，在F点有：F=fF+F电，所以fE＞fF，由摩擦力公式f=μN=μmg，可知，小球在E点与杆的动摩擦因数大于在F点与杆的动摩擦因数，故B错误．E到O点，由F=fE-F电=μmg-F电，F一定，若F电减小，则μ减小．若场强先增大后减小，则F电先增大后减小，因此μ先增大后减小．故C错误．在O点的动摩擦因数为μ0，所以有 F合=μ0mg=ma，F合为小球的合外力，由于小球做匀减速运动，合外力恒定，所以从E到F合外力做功大小为：W合=F合L=μ0mgL；因为从E到F电场力做功为0，所以从E到F的合外力做功就为克服摩擦力做功，所以克服摩擦力做功为：Wf=W合=μ0mgL．故D正确．故选D．
11．A
【详解】
A．如果q在C点受力为零，则QA和QB对q的力方向相反，所以QA和QB一定是等量同种电荷，故A错误，符合题意；
B．如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则QA和QB一定是异种电荷，有库仑定律，对q有
rA＞rB，所以电量大小QA＞QB．故B正确，不符合题意。
C．如果q在AC段上的某一点受力为零，根据，所以QA＜QB．在BC段上移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，故C正确，不符合题意；
D．如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，即水平方向，所以QA和QB一定是等量异种电荷，故D正确，不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】
试题分析：球体的体积： ，所以半径R-h的内球所带的电量：；星球表面下h深度处的电场强度的大小为：，故选A．
13．CD
【详解】
试题分析：电场线的疏密表示电场的强弱，由于只有一条电场线，所以无法判断哪个位置电场线更密集．
由于带正电的粒子在A点时速度方向向右而到达B点时速度方向向左，即可判断出电子所受的电场力方向向左，电场线方向向右．沿电场线方向电势降低，由于从A到B过程中电场力做负功，粒子的电势能增大，动能减小．
解：A、由于只有一条电场线，所以无法判断哪个位置电场线更密集，故无法判断AB两点哪儿场强更大，故A错误．
B、由于电子在A点时速度方向向右而到达B点时速度方向向左，故电子所受电场力方向向左，而电子所受电场力的方向与电场的方向相反，故场强向右，所以A点电势大于B点的电势．故B错误．
C、由于从A到B过程中电场力做负功，电子的动能减小，所以电子在A点的速度一定大于在B点的速度，故C正确．
D、从A到B过程中电场力做负功，电子的电势能增大，所以电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能，故D正确．
故选CD．
14．AC
【详解】
A．根据点电荷产生的场强叠加可知，O点的场强为零，故A正确；
B．正方形左边一对正负电荷在A点的场强方向向下，正方向右边正负电荷在A的场强方向向上，由等量异种电荷的电场线分布可知，A点的合场强方向向下，同理，正方形上边一对正负电荷在B点的场强方向向右，正方形下边正负电荷在B的场强方向向左，由等量异种电荷的电场线分布可知，B点的合场强方向向右，由于AB两点的合场强方向不同，所以A、B两点的电场强度不相同，故B错误；
C．由于BD连线在两组等量异号电荷的中垂线上，所以将一正试探电荷从B点沿直线移到D点，电场力做功为零，故C正确；
D．由于AC连线在两组等量异号电荷的中垂线上，所以将一正试探电荷从A点沿直线移到C点，电场力做功为零，试探电荷的电势能不变，故D错误．
15．BC
【详解】
A．电势能 与位移x的图象 -x图象的斜率的绝对值表示小球所受电场力的大小，由图乙可知图象沿x轴正方向的斜率越来越小，说明小球所受电场力沿x轴越来越小，即沿x轴正方向的电场强度大小一直减小，故A错误；
B．从O运动x1的过程中，如果小球的速度先增后减，说明开始时小球所受电场力F大于重力mg向上做加速运动，后来电场力小于重力，向上做减速运动。当加速运动时，根据牛顿第二定律可得加速度
因为F逐渐减小，故a逐渐减小。当向上减速运动时，有
因为F逐渐减小，故a'逐渐增大。所以从O运动x1的过程中，如果小球的速度先增后减，加速度一定是先减后增，故B正确；
C．根据能的转化和守恒定律可知，在小球向上运动的过程中电场力做正功，电势能减小，减小的电势能转化为机械能。由图乙可知从O点运动x1的过程中，每经过相等的位移，小球所受电场力逐渐减小，则电势能减小的越来越少，则小球机械能的增加变少，故C正确；
D．规定O点所在的水平面为零重力势能面，设小球运动位移x1时的速度为v，根据能量守恒定律得
0＝ 1+mgx1+mv2
解得
故D错误。
故选BC。
16． 正 负
【详解】
根据电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，可知，图中从Q出发到P终止，所以P是负电荷，Q是正电荷．
17．
【详解】
（1）Wab=qUab，Wab=mv2，则，v= ，
所以，==
（2），则
所以，
18． ＜ ＜
【详解】
由图知B点的电场线比A点密，所以B点的电场强度大于A点的电场强度，故
EA＜EB
由电场力公式
F=qE
知
FA＜FB
19． 正
【详解】
由于小球处于平衡状态知小球带正电
对小球受力分析如图所示
联立可得小球带电荷量：
20．(1)9×10-4N (2)略
【详解】
(1)点电荷在A点所受电场力
F=qE=3.0×10-8×3.0×104 N=9.0×10-4 N
(2)点电荷在A点所受电场力的方向如图所示：
21．（1）200N/C；方向与F1相反；（2）8.0×10－5N；200N/C
【详解】
（1）由场强公式可得
EB=＝N/C＝200N/C
因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反；
（2）q2在B点所受静电力
F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N
方向与场强方向相同，也就是与F1反向，此时B处场强仍为200N/C不变，方向与F1相反。
22．(1)负电；(2)
【详解】
(1)小球受电场力向左，与场强方向相反，则小球带负电；
(2)小球受力如图所示，
由平衡条件得
解得
23．(1)带正电 (2)
【详解】
(1)小球偏转45°后处于静止状态，则小球受力如图：
小球所受电场力方向与场强方向相同，小球带正电
(2)据平衡条件得，解得：
答案第1页，共2页