9.3 电场电场强度 基础练习（Word版含答案）

9.3、电场 电场强度
一、选择题（共14题）
1．如图所示，两质量均为m的小球A和B分别带有+q和-q的电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg，现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是（ ）
A．悬线OA不发生偏离，OA中的拉力等于2mg
B．悬线OA向左偏，OA中的拉力大于2mg
C．悬线OA向右偏，OA中的拉力大于2mg
D．悬线AB向左偏，AB线的拉力与不加电场时相等
2．在物理学发展的过程中，有许多科学家做出了贡献。下列说法错误的是（　　）
A．自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷
B．密立根首先测定了元电荷e的数值
C．库仑通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律
D．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
3．A为已知电场中的一固定点，在A点放一个电荷量为q的点电荷，所受的电场力为F，A点的场强为E，则（ ）
A．若在A点换上点电荷－q，A点的场强方向将与原来相反
B．若在A点换上电荷量为2q 的点电荷，A点的场强变为2E
C．若将A点的电荷移去，A点的场强变为零
D．若将A点的电荷移去，A点的场强仍为E
4．下列关于电场和电场线的说法，正确的是（　　）
A．电场是电荷周围实际存在的物质
B．电场是为了研究方便而引入的假想模型
C．电场线是电场中实际存在的一系列曲线
D．电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹
5．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是（　　）
A．电场中某点场强为零，检验电荷在该点受到的电场力不一定为零
B．点电荷的形状大小对研究的问题没有影响
C．不同点电荷分别处于电场中的两个不同的点，若点电荷受到的电场力大则该点场强大
D．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力相同
6．图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，ａ、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，正确判断的是（ ）
A．带电粒子所带电荷为负电
B．带电粒子在ａ、b两点的受力方向相同
C．带电粒子所带电荷为正电
D．带电粒子在ａ、b两点的动能ａ处较大
7．如图所示的电场中，A、B两点电场强度的大小关系是（ ）
A．A点大 B．B点大 C．一样大 D．无法判断
8．如图所示，质量为m、电荷量为+q的小球用轻绳悬挂在匀强电场中处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°。若将小球换成另一质量为2m、电荷量不变的小球，小球仍能处于静止状态，此时悬线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度为g，则（　　）
A．该匀强电场的场强大小为
B．该匀强电场的场强大小
C．该匀强电场的方向可能水平向右
D．该匀强电场的方向可能斜向右下方
9．如图所示，平面上有一个半径为R的绝缘圆环，将两电荷量为的点电荷分别放在B、D处，同时在圆环所处平面施加一个外加匀强电场，此时A点场强为0，静电力常量为k，则圆心O处电场强度的大小为（　　）
A．0 B． C． D．
10．理想模型法是物理学中经常采用的一种科学研究方法，这种方法的主要特点是通过科学抽象，把实际问题理想化，突出强调问题的主要方面，而忽略次要因素。下列属于物理学中的理想模型的是（　　）
A．元电荷 B．自由落体运动 C．电场强度 D．向心加速度
11．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的强弱。如图所示，图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）
A．B、C两点场强大小相等、方向相反 B． A、D两点场强大小相等、方向相反
C．E、O、F三点比较，O的场强最强 D．B、O、C三点比较，O点场强最强
12．如图所示，M、N为椭圆的两个焦点，在M、N两点分别放置电量均为q的正、负点电荷，椭圆的长轴为AB，短轴为CD，O是椭圆的中心，则下列说法正确的是
A．A、B两点电场强度和电势均不相同
B．C、D两点电场强度和电势均相同
C．将一个负电荷从A点沿椭圆移到B点，电场力做负功
D．椭圆内越靠近M点电势越高，电场强度越大，越靠近N点电势越低，电场强度越小
13．x轴上[-d，d]区间内存在方向平行于坐标轴的静电场，一电荷量为q（q>0）、质量为m的带电粒子由A点静止释放后，粒子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能Ep随x变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．O点两侧场强相同 B．区间内场强大小为
C．粒子运动的周期为 D．AO两点间电势差为
14．如图所示，在A、B两点分别放上点电荷和，C为AB的中点，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法正确的是（　　）
A．如果q在C点受电场力为零，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点受电场力为零，则和一定是异种电荷，且电量大小>
C．如果q在AC段上的某一点受电场力为零，并且在BC段上移动时始终受到向右的电场力，则QA一定是负电荷，且电量大小<
D．如果q沿AB的垂直平分线移动时受电场力方向始终不变，则和一定是等量同种电荷
二、填空题
15．一正点电荷的电荷量Q=1.0×10-6C，P是该点电荷电场中的一点，P到点电荷的距离r=0.1m。将一个电荷量q=1.0×10-10C的正点电荷放在P点，受到的电场力大小为F=_____N；P点的电场强度大小E=___N/C，方向与F的方向____（选填“相同”或“相反”），已知静电力常量k=9.0×109N·m /C 。
16．如图所示，两个正的点电荷、相距，，，在两个点电荷连线上有a、b两点，分别距、为，由此可知a点场强的大小为______，方向___________；b点场强的大小为________，方向________。
17．把带电量为+2×10-6C的点电荷P放在电场中的A点，P受到的电场力大小为4×10-4N，方向向右，则A点的场强大小为______________，方向______________；若把另一点电荷Q放在该点受到的电场力大小为2×10-4N，方向向左，则这个点电荷的带电量为__________________．
18．将一带电量为2×10－8C的检验电荷放入点电荷Q的电场中的P点时，受到的电场力为2×10－2N，则P点的电场强度为_____N/C；如果移走该检验电荷，则P点的电场强度为_____N/C，如果在P点换一带电量为－2×10－8C的检验电荷，则P点的电场强度为_______N/C。
三、综合题
19．如图所示，单层光滑绝缘圆形轨道竖直放置，半径r=1m，其圆心处有一电荷量Q=+1×10-4C 的点电荷，轨道左侧是一个钢制“隧道”，一直延伸至圆形轨道最低点B；在“隧道”底部铺设绝缘层。“隧道”左端固定一弹簧，用细线将弹簧与一静止物块拴接，初始状态弹簧被压缩，物块可看成质点，质量m=0.1kg，电荷量q=-×10-6C，与“隧道”绝缘层间的动摩擦因数μ=0.2。剪断细线，弹簧释放弹性势能Ep，促使物块瞬间获得初速度（忽略加速过程）。之后物块从A点沿直线运动至B点后沿圆形轨道运动，恰好通过最高点C。其中lAB=2m，设物块运动时电荷量始终不变，且不对Q的电场产生影响，不计空气阻力，静电力常量为k= 9.0×109N·m2/C2。求：
（1）物块在最高点C时的速度大小；
（2）物块在圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小；
（3）弹簧压缩时的弹性势能Ep和物块初速度vA。
20．如图是电场中的一条电场线，在电场线的a、b点上分别放置电荷和，画出电荷所受电场力的方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
ABC．小球A带正电，受到的电场力水平向右，B带负电，受到的电场力水平向左。以整体为研究对象，分析受力如图
设悬线OA与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得
因此悬线OA沿竖直方向，不发生偏离，此时绳子的拉力等于整体的重力，即
故A正确，B、C错误；
D．对小球B，当不加电场时，悬线AB拉力大小为
加上电场后，悬线AB拉力大小为
故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
A．自然界的电荷只有两种，为正电荷和负电荷，但并不是库仑命名的，而是美国科学家富兰克林命令的，故A错误，符合题意；
B．密立根通过油滴实验，首先比较准确地测定了元电荷e的数值，故B正确，不符合题意；
C．库仑通过研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律，即库仑定律，故C正确，不符合题意；
D．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，故D正确，不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】
试题分析：电场中某点的场强由电场本身决定，与在该点放置的电荷的电性、电量没有关系，故D对．
4．A
【详解】
电场是电荷周围实际存在的物质，不是假想模型，选项A正确，B错误；电场线是为了描述电场假想的曲线，实际不存在，选项C错误；电场线一般不是带电粒子在电场中运动的轨迹，只有电场线是直线、且只受电场力、电荷的初速度为零或者初速度与电场线共线时，粒子的运动轨迹才与电场线重合，选项D错误；故选A.
5．B
【详解】
A．电场中某点场强为零，根据
检验电荷在该点受到的电场力一定为零，故A错误；
B．看成点电荷的条件就是电荷的形状大小对研究的问题没有影响，故B正确；
C．不同点电荷分别处于电场中的两个不同的点，若点电荷受到的电场力大则该点场强不一定大，还和带电量有关，故C错误；
D．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力大小相同，但方向不同，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
由图知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，所以无法确定粒子的电性．故AC错误．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，带电粒子在a、b两点的受力方向沿电场线大致向左，但是方向不同，选项B错误；若粒子从a向b运动，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小；相反，若从b运动到a，电场力对粒子做正功，粒子的动能增大，则带电粒子在a点的动能较大．故D正确．故选D．
7．B
【详解】
根据电场线的性质，电场线越密集，电场越强，因此B的电场要大于A的电场强度，B正确，ACD错误。
故选B。
8．A
【详解】
将匀强电场分解为、，根据合力方向可得
解得
故
方向斜向右上方，与水平方向成角，故选A。
9．D
【详解】
B、D处点电荷在A处产生的场强大小为
根据平行四边形定则，合场强大小为
方向向左，则外电场大小为
方向向右，B、D点电荷在O处产生场强抵消，故O处电场强度的大小，方向向右。
故选D。
10．B
【详解】
理想模型法是物理学中经常采用的一种科学研究方法，这种方法的主要特点是通过科学抽象，把实际问题理想化，突出强调问题的主要方面，而忽略次要因素，所以自由落体运动忽略了空气阻力等次要因素，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同.这两点场强的方向均由B指向C，方向相同，故A错误；
B．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同，故B错误；
C．由图看出，E、O、F三点中，O处电场线最密，O的场强最强，故C正确；
D．由图看出，B、O、C三点比较，O处电场线最疏，O点场强最弱，故D错误。
故选C。
12．BC
【详解】
A.A点电势为正、B点电势为负，两点的电场强度相同，故A错误；
B.C、D两点电势均为零，电场强度大小、方向相同，故B正确；
C.A点电势为正，B点电势为负，将一个负电荷从A点沿椭圆移到B点，电势能增大，电场力做负功，故C正确；
D.椭圆内越靠近M点电势越高，电场强度越大，越靠近N点电势能越低，电场强度越大，故D错误。
故选BC。
13．BC
【详解】
AB．根据Ep－x图线的斜率大小为电场力，因此粒子O点两侧所受的电场力大小相等，均为；方向相反，因为粒子带正电，所以O点两侧场强大小相等，均等于，方向不同，A错误，B正确；
C．粒子在区间内做往复运动，单次过程为先加速再减速，根据对称性可知，单次加速或减速的时间相等，根据
得，则粒子运动的周期为
C正确；
D．AO两点间电势差为
D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
A. 如果q在C点受电场力为零, 则和对q的力方向相反，所以和一定是等量同种电荷，A错误；
B．如果q在AB延长线离B较近的D点受电场力为零，和对q的力方向相反，则和一定是异种电荷，由共点力平衡条件
由于，所以>，B正确；
C．如果q在AC段上的某一点受电场力为零，根据共点力平衡条件
由于，所以<，在BC段移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，C正确；
D．设AB点距离为2d，q在AB的垂直平分线上与QA连线与AB的夹角为，则和都带同种电荷时，q在AB的垂直平分线受到的电场力沿水平方向和竖直方向分力分别为
合电场力方向
当，即和一定是等量同种电荷时，q受到的电场力方向均在竖直方向上，但是在穿过AB直线受到的场强方向相反。
当和电荷相反时，q在AB的垂直平分线受到的电场力沿水平方向和竖直方向分力分别为
合电场方向
仅当，即和一定是等量异种电荷时，AB的垂直平分线上合场强移动时受电场力方向始终不变，始终沿水平方向。故q沿AB的垂直平分线移动时受电场力方向始终不变，则和一定是等量异种电荷，D错误。
故选BC。
15． 相同
【详解】
根据库仑定律，有
代入数据，可得
根据电场强度的定义式，可得
代入数据，可得
因为正电荷的受力方向与电场强度方向一致，所以电场强度的方向与F的方向相同。
16． 100000 向右 350000 向左
【详解】
由点电荷的场强公式知：
方向水平向右；
同理可得点场强的大小为：
方向水平向左
17． 200N/C 向右 —1×10-6C
【详解】
根据场强的定义式可知A点的场强为：，方向 向右．
把另一电荷放在该点时，场强不变．，因电场力方向与场强方向相反，则该电荷带负电荷．
18． 106 106 106
【详解】
由场强的定义式得，p点的电场强度为
电场强度是反映电场本身特性的物理量，由电场决定，与试探电荷无关，则将检验电荷移走后，该点的电场强度不变，仍为
电场强度是反映电场本身特性的物理量，由电场决定，与试探电荷无关，如果在P点换一带电量为－2×10－8C的检验电荷，则ｐ点的电场强度仍为
19．(1) 4m/s (2) 6N (3) 3.2J, 8m/s
【详解】
（1）物块恰好通过最高点C，轨道对物块没有作用力，由牛顿第二定律得
其中
解得
vC=4m/s
（2）B→C过程，由动能定理得
解得
在B点，由牛顿第二定律得
解得
FNB=6N
根据牛顿第三定律知物块在圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小 FNB′=FNB=6N。
（3）A→B，由动能定理得
又 f=μmg
解得
vA=8m/s
弹簧压缩时的弹性势能
解得
Ep=3.2J
20．
【详解】
电场中的电场强度方向沿着该点切线方向，正电荷在该点受到的电场力方向与场强方向相同，负电荷在该点受到的电场力方向与场强方向相反。
答案第1页，共2页