9.3电场 电场强度 同步练习（word版含答案）

人教2019物理 必修三 9.3电场 电场强度 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．关于电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场是一种客观存在的特殊物质形态
B．我们用电场线描述电场，所以有电场的地方电场线是存在的
C．电场只可以存在于导体中，不可以存在于绝缘体中
D．在真空中，电荷无法激发电场
2．对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的定义式仍成立，即，式中的Q就是产生电场的点电荷
B．由公式可知，在离点电荷Q距离相等的地方，电场强度均相同
C．在Q产生的电场中某点，电场强度的方向与放入该点的试探电荷的带电种类无关
D．在Q产生的电场中某点，放置电量不同的试探电荷，因试探电荷所受电场力不同，故该点的电场强度也会随之改变
3．如图所示，a、b是负点电荷电场中两条电场线上的点，用Ea、Eb分别表示a、b两点电场强度的大小，关于这两点电场强度的判断正确的是（　　）
A．Ea＞Eb，方向相同 B．Ea＝Eb，方向不同
C．Ea＜Eb，方向相同 D．Ea＞Eb，方向不同
4．如图所示，一电子沿两个等量正点电荷连线的中垂线由某点A向O点匀速运动，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况可能是（　　）
A．先变小后变大，方向由O指向A
B．先变大后变小，方向由A指向O
C．一直变小，方向由O指向A
D．一直变大，方向由O指向A
5．如图坐标系中，P、M、N为坐标轴上的三点，它们到坐标原点O的距离相等。空间存在场强大小为E的匀强电场，M、N点有电荷量相等的两正点电荷，O点的场强为0。现把N点的电荷移到P点，其他条件不变。则此时O点的场强大小为（　　）
A．0 B．E C． E D．2E
6．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
7．把质子和电子先后放在同一电场中的同一位置P点，如图所示则它们受到的静电力（　　）
A．方向相反，质子的力大 B．方向相反，电子的力大
C．方向相反，两者一样大 D．方向相同，两者一样大
8．带电量为q的小球，用绝缘丝线悬挂在水平向右的电场中，平衡时，丝线与竖直方向成θ角．现在使电场方向缓慢逆时针旋转至竖直向上，在此过程中若还要保持小球在原处不动，则场强的大小（　　）
A．逐渐变小 B．先变小后变大
C．先变大后变小 D．逐渐增大
9．一半径为R的绝缘球体上均匀分布着电荷量为Q的正电荷，以球心为原点O建立坐标系如图所示。在x＝3R的D点有一电荷量为q的固定点电荷，已知x＝2R的C点场强为零，静电力常量为k，E点的坐标x＝﹣2R。则下面说法正确的是（　　）
A．q＜0
B．O点的场强大小为零
C．E点的场强大小为
D．E点的场强大小为
10．如图所示，边长为l的正三角形ABC的三个顶点上各有一点电荷，B、C两点处的电荷所带电荷量均为+q，A点处的点电荷所带电荷量为+3q，则BC边中点D处的电场强度大小为（　　）
二．多选题（共5小题）
（多选）11．A、B、C为三个相同的金属小球，A带电量为﹣Q，三个金属小球分别固定于正三角形的三个顶点，小球的半径远小于小球间的距离。若B、C两球不带电，三角形中心处电场强度大小为E，若B、C两球均带电，结果三角形中心处的电场强度大小为2E，则B、C两球的带电量可能是（　　）
A．均为+Q B．均为﹣2Q
C．均为﹣3Q D．分别为+Q、﹣Q
（多选）12．A、B两固定的点电荷产生的电场的电场线如图所示，O是A、B连线的中点。下列说法正确的是（　　）
A．A、B带同种电荷
B．A的电荷量比B的电荷量大
C．O点的场强为零
D．若将甲、乙接触后放回原处，则甲、乙间的静电力变大
（多选）13．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个+Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48N/C，则（　　）
A．若要使EB＝0，可在C处放一个﹣Q的点电荷
B．把q＝10﹣9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为12×10﹣9N
C．EC＝12N/C
D．EC＝24N/C
（多选）14．如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘线系一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q．为了保证当丝线与竖直方向的夹角为θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为（　　）
（多选）15．如图所示，真空中有一个棱长为a的正四面体PQMN。若在P、Q两点分别放置一个点电荷，P点为正电荷、Q点为负电荷，其电荷量均为q。再在四面体所在的空间加一个匀强电场，其场强大小为E，则M点合场强为0。静电力常数为k，下列表述正确的是（　　）
A．匀强电场的场强大小为
B．匀强电场的场强大小为
C．N点合场强的大小为0
D．N点合场强的大小为
三．填空题（共3小题）
16．仔细分析各图，请填下列各项。
（1）A图中，A、B两点场强大小 　 　，方向 　 　。
（2）B图中，A、B两点场强大小 　 　，方向 　 　。
（3）C图中，A、B两点场强大小 　 　，方向 　 　。
17．如图，电荷量为q的正电荷均匀分布在半球面上，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，且OC＝OD＝2R。若C点的场强大小为E，则D点场强的方向　 　，场强的大小为　 　。
18．把q1＝﹣1.0×10﹣9C的检验电荷放入点电荷Q产生的电场中的P点，测得q1所受电场力大小为1.0×10﹣6N。则：
（1）若移走q1，而在P点放置一个q2＝+2.0×10﹣8C的点电荷，则q2所受电场力大小为 　 　N，此时Q在P点产生的电场的场强大小为 　 　N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向 　 　（“相同”或“相反”）；
（2）若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为 　 　N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向 　 　（“相同”或“相反”）。
四．计算题（共3小题）
19．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时张角θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度为g）。求：
（1）此时小球B受到的电场力为多大；
（2）小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？
20．如图所示。轻质绝缘细绳上端固定。下端连接一个可视为质点的带电小球。小球静止在水平向左、范围足够大的匀强电场中，小球距离地面足够高。绳与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球所带电荷量q＝1.5×10﹣4C，质量m＝0.8kg，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求
（1）电场强度的大小；
（2）将细绳剪断2s后小球的位移大小。
21．如图真空中有一等边三角形ABC，边长d＝0.30m。在A点固定一电量q1＝+3.0×10﹣6C的点电荷，静电力常量k＝9.0×109N m2/C2，求：
（1）点电荷q1产生的电场在C处的场强E1大小；
（2）在B点固定另一个q2＝﹣3.0×10﹣6C点电荷，则C处合场强E的大小及方向；
（3）试探电荷q3＝+5.0×10﹣7C放在C处受到的电场力F大小。
人教2019物理 必修三 9.3电场 电场强度 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．A。
2．C。
3．D。
4．C。
5．B。
6．A。
7．C。
8．B。
9．C。
10．A。
二．多选题（共5小题）
11．ACD。
12．AD。
13．BC。
14．ACD。
15．AC。
三．填空题（共3小题）
16．【解答】解：（1）电场线的疏密程度代表电场强度的大小，A图中A、B两点的疏密程度相同则A、B两点场强大小相等，电场线的方向即电场强度的方向，A、B两点不在一条电场线上且电场线的方向不同，则A、B两点的电场强度方向不同；
（2）电场线的疏密程度代表电场强度的大小，B图中A、B两点的疏密程度不同则A、B两点场强大小不相等，电场线的方向即电场强度的方向，A、B两点在同一条电场线上，则A、B两点的电场强度方向相同。
（3）C图为匀强电场，则A、B两点的电场强度大小相等、方向相同。
故答案为：（1）相等 不同；（2）不等；相同；（3）相等；相同。
17．【解答】解：由对称关系可知右侧半球面在C处产生的场强水平向左，把这个带电半球面补充成一个完整的球，则该球带电量为Q＝2q
因为均匀带电的球壳在球外空间产生的场强等效于电荷集中于球心处产生的场强，所以根据库仑定律，完整的带电球面在D处产生的场强为：，方向水平向右
由题意可知右侧半球面在C处单独产生的场强为E，根据对称性，若将这个带电体补全后，左侧的半球面在D处单独产生的场强也为E，方向水平向右
根据矢量叠加原理可得右侧这个半球面在D处单独产生的场强为：，方向水平向右
故答案为：水平向右（或由C指向D）；。
18．【解答】解：P点的电场强度为：
（1）若移走q1，在P点放入q2＝+2.0×10﹣8C，因为P点的电场强度不变，大小为E＝1.0×103N/C，方向与放入q1时的方向相同，
所以q2所受的电场力大小为：
F2＝q2E＝2.0×10﹣8×1.0×103N＝2.0×10﹣5N，
（2）若不放入任何检验电荷，则Q在P点的产生的场强大小仍为E＝1.0×103N/C，方向与放入q1时在P点的场强方向相同。
故答案为：（1）2.0×10﹣5；1.0×103；相同；（2）1.0×103；相同
四．计算题（共3小题）
19．【解答】解：（1）对小球受力分析，得：F＝mgtanθ
（2）由
解得
E＝
方向水平向右。
答：（1）此时小球B受到的电场力为mgtanθ；
（2）小球B所在处的电场强度为，方向水平向右。
20．【解答】解：（1）小球在匀强电场中静止，受力情况如图所示：
根据小球受力情况，由平衡条件得：
mgtanθ＝qE
代入数据解得：E＝4×104N/C
（2）将细绳剪断后，小球受重力和电场力作用，重力电场力相互垂直，根据牛顿第二定律得：
＝ma，
小球做匀加速直线运动，4s后位移为：
，
代入数据解得：
x＝25m。
答：（1）电场强度的大小为4×104N/C；
（2）将细绳剪断2s后小球的位移大小为25m。
21．【解答】解：（1）设点电荷q1产生的电场在C处的场强E1，由点电荷场强公式有
E1＝
代入数据得：E1＝3×105N/C
（2）点电荷q2在C处产生的电场强度大小E2
E2＝E1
根据平行四边形定则有
E＝2E1cos60°
代入数据得：E＝3×105N/C，方向水平向左。
（3）电荷q3在C处受到的电场力
F＝qE
代入数据得：F＝0.15N
答：（1）点电荷q1产生的电场在C处的场强E1大小为3×105N/C；
（2）C处合场强E的大小为3×105N/C，方向水平向左。
（3）试探电荷q3＝+5.0×10﹣7C放在C处受到的电场力F大小为0.15N。