9.3电场电场强度（word版含答案）

人教版必修第三册 9.3 电场 电场强度
一、单选题
1．关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
B．电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比
C．正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致
D．检验电荷的电量越大，它在电场中受到的电场力就越大，因此该点的电场强度就越大
2．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
3．在如图所示的水平匀强电场中，将两个带电粒子M和N（可视为点电荷）移至同一水平线上的不同位置，释放后，M、N恰好保持静止，不计粒子的重力，忽略M、N对匀强电场的影响，则（　　）
A．M带正电荷，N带负电荷
B．M、N所带电荷量大小一定相等
C．静止时M受到的合力比N的大
D．将M、N分开一些，释放后M、N仍保持静止
4．生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场。电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，下列说法正确的是（　　）
A．鱼的头部带负电 B．N点电势大于P点电势
C．M点电场强度大于N点电场强度 D．正电荷从N向M运动，其电势能变大
5．如图所示，在三角形的A点和C点分别固定两个点电荷，已知B点的电场强度方向垂直于边向上，那么（　　）
A．两点电荷都带正电
B．两点电荷都带负电
C．A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电
D．A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电
6．如图，电荷量分别为和的点电荷固定放置在A、B两点，P是连线上的一点，，一试探正点电荷（重力不计）从连线上靠近A的S点由静止释放后，到达P点时速度达到最大值，然后做减速运动，下列判定正确的是（　　）
A． B．P点的电势为零
C． D．运动过程中，试探正点电荷在P点的电势能最小
7．如图所示，实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线，虚线为带正电的粒子仅在电场力作用下从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是（ ）
A．点电荷Q1、Q2均为正电荷
B．Q1的电荷量大于Q2的电荷量
C．该粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D．该粒子在A点的速度小于在B点的速度
8．如图所示。在光滑绝缘的水平面上，三个静止的带电小球a、b和c：分别位于三角形的三个顶点上，已知，a、c带正电，b带负电，三个小球所带电荷量为q，静电力常量为k。下列关于小球c所受库仑力的大小和方向描述正确的是（　　）
A．，方向平行于向右 B．，方向平行于向右
C．，方向平行于向右 D．方向平行于向左
9．如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　）
A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐减小
B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小
C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能小
D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负
10．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
11．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
12．如图所示，一负电荷仅在电场力作用下从点运动到点，在点的速度大小为，方向与电场方向相同。该电荷从点到点的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，A为带正电的金属板，其所带电荷量为Q，在金属板的垂直平分线上，距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘细线悬挂于O点，小球受水平向右的静电力偏转θ角保持静止，静电力常量为k，重力加速度为g，则小球与金属板之间的库仑力大小为（　　）
A．k B．k C．mgsinθ D．mgtanθ
14．有关电场强度的理解，下述说法正确的是（　　）
A．由E＝ 可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比
B．由E＝ 可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度达无穷大
C．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度
D．带电体在电场中一定受到力的作用
15．法拉第采用了一个简洁的方法描述电场，即用电场线来描述电场中各点电场强度的大小和方向。下列四幅图的电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
16．电场强度
（1）概念：放入电场中某点的点电荷所受________与它的________的比值，叫做该处的电场强度，简称场强．
（2）物理意义：表示电场的_________．
（3）定义式及单位：E＝________，单位牛每库，符号________．
（4）方向：电场中某点的电场强度的方向与________在该点所受静电力的方向相同．
17．电场强度
（1）试探电荷与场源电荷
a.试探电荷：为了研究电场的性质而引入的电荷，其是电荷量和体积都___________的点电荷。
b.场源电荷：___________的带电体所带的电荷，也叫源电荷。
（2）电场强度
a.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的___________跟它的电荷量的比值，叫作该点的电场强度。
b.定义式：，q是试探电荷的电荷量。
c.单位：___________。
d.方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向___________，与负电荷在该点所受静电力的方向___________
18．真空中有三个点电荷，固定在一等边三角形的三个顶点，三角形的边长l=50cm。已知q1=＋3.0×10-6C，q2=-3.0×10-6C，q3=＋5.0×10-6C，则点电荷q3处的电场强度大小为___________N/C，点电荷q3受到的电场力大小为___________N。
三、解答题
19．如图所示，有两个相距为l的等量异种点电荷-q和+q。O点为两点电荷连线的中点，P为连线延长线上的一点，与O点相距r。试求P点的电场强度。
20．如图所示，真空中，把两个带电小球Q1、Q2分别放在相距r=50cm的A、B两点。已知Q1=4.0×10-10C，Q2=—6.0×10-12C，r=50cm，如图所示。（k=9.0×10-9Nm2/C2）
（1）求Q2受到的静电力的大小和方向；
（2）求Q1在B点产生的电场强度的大小和方向。
21．2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v；
（3）求“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r；
（4）在电场中我们利用E=来定义电场强度，引力场与电场有相似的性质，请你求“天问一号”所处轨道的引力场强度是多大？
22．关于电场强度，小明有以下认识：
A．若在电场中的点不放试探电荷，则点的电场强度为0；
B．点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离的二次方成反比，在减半的位置上，电场强度变为原来的4倍；
C．电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量成反比，若减半，则该处的电场强度变为原来的2倍；
D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。
你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AC.物理学规定电场强度的方向和正电荷受力的方向相同，与负电荷相反，故A错误，C正确；
BD.电场强度是描述电场本身的属性，和电场力的大小，电荷量的大小、电性以及有无电荷均无关，故BD错误。
故选C。
2．C
【解析】
【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。
3．B
【解析】
【详解】
A．由题意可知M、N所受对方的库仑力与各自在匀强电场中所受电场力平衡，因此M带负电荷，N带正电荷，故A错误；
B．根据前面分析可知，M、N所受匀强电场的电场力大小相等，所以M、N所带电荷量大小一定相等，故B正确；
C．静止时M、N受到的合力均为零，故C错误；
D．将M、N分开一些，M、N之间的库仑力大小变化，将不能与在匀强电场中所受电场力平衡，所以释放后M、N将不能保持静止，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．电场线由正极发出，终止与负极，故头部带正电，故A错误；
B．沿电场线方向电势降低且等势线总是垂直于电场线，故N点电势小于P点电势，故B错误；
C．电场线越密集的地方电场强度越大，故M点电场强度大于N点电场强度，故C正确；
D．正电荷从N向M运动，电势减小，而正电荷在电势大的地方电势能大，故其电势能变小，故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
B点的电场强度方向垂直于边向上，则A点的点电荷在B处的电场强度方向是沿AB指向A，C点的点电荷在B处的电场强度方向是沿BC指向B，这样二者矢量和才能垂直于边向上，如图所示，则分析可知A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
A．正点电荷（重力不计）从连线上靠近A的S点由静止释放后，做加速运动，所以带正电，到达P点时速度达到最大值，然后做减速运动，受到斥力作用，所以也带正电，故A错误；
BD．沿电场方向电势降低，由题可看出，沿AB连线，P点的电势最低，是不是等于零，取决于电势零点的位置选取在哪儿，根据电势能的定义可知，正电荷在P点的电势能最小，故B错误，D正确；
C．在P点时速度最大，合力为零，则有
可得
故C错误。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
A．根据电场线分布情况可知，点电荷Q1、Q2可能均为正电荷，也可能均为负电荷，A错误；
B．Q2处电场线比Q1处密集，所以Q2的电荷量大于Q1的电荷量，B错误；
C．电场线越密处，电场力越大，加速度越大，A处电场线比B处密集，所以该粒子在A点的加速度大于在B点的加速度，C正确；
D．该粒子的轨迹向下弯曲，电场力向下，电场力的方向与速度方向成钝角，速度减小，所以在A点的速度大于在B点的速度，D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【详解】
由题意，结合几何关系可得
小球c受到小球a的库仑力
同理小球c受到小球b的库仑力和F1大小相等，且两力夹角为60°，如图所示
所以根据力的平行四边形法则，小球c受到小球a、b库仑力的合力
方向平行于ab向右，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
A．是最大内角，所以边最大，沿边由到，各点到点的距离先变小后变大，由点电荷场强决定式
得，各点场强先变大后变小，A错误；
B．由正点电荷电场线分布特点，且沿电场线方向电势逐渐降低，沿边由到，各点到点的距离先变小后变大，所以各点电势先增大后减小，B正确；
C．对B选项的分析可知
由电势能定义
可知正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大，C错误；
D．正电荷从M点移动到N点，电势能降低，则电场力所做总功为正，D错误。
故选B。
10．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。
11．D
【解析】
【详解】
电场线越密的地方电场强度越大，a点的电场强度大于b点的电场强度；根据电场线的方向知a点和b点的电场方向不同，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
由图可知a到b过程中，电场线分布越来越密，则电场强度增大，所以负电荷所受电场力增大，根据牛顿第二定律，则电荷的加速度也增大，负电荷受到的电场力方向和场强方向相反，因为仅在电场力作用下运动，则电荷做加速度不断增大的减速运动，v-t图像的斜率表示加速度，根据图像分析可得正确的是A选项。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
AB．A为带正电的金属板，此时不能将其看成点电荷，所以不能使用库仑定律求小球受到的库仑力，故AB错误；
CD．小球受到的静电力方向向右，重力竖直向下，则小球的受力情况如图所示，由平衡条件得
F=mgtanθ
故C错误，D正确。
故选D。
14．D
【解析】
【详解】
AC．E＝ 是电场强度的定义式，电场强度是反映电场本身特性的物理量，只与电场本身有关，与电场中是否存在试探电荷，及所受的电场力无关，故AC错误；
B．E＝ ，适用于真空中点电荷，在离点电荷很近，r接近于零时，不能看做点电荷，公式不适用，故B错误；
D．电体在电场中一定受到电场力的作用，故D正确。
故选D。
15．D
【解析】
【详解】
A．a、b两点电场强度方向不相同，A错误；
B．a、b两点电场强度大小不相同，B错误；
C．a、b两点电场强度方向不相同，C错误；
D．a、b两点电场强度的大小和方向都相同，D正确。
故选D。
16． 静电力F 电荷量q 强弱和方向 N/C 正电荷
【解析】
【详解】
略
17． 足够小 产生电场 电场力 相同 相反
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]试探电荷：为了研究电场的性质而引入的电荷，其是电荷量和体积都足够小的点电荷。
[2]产生电场的电荷叫场源电荷；
(2)[3]放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值，叫作该点的电场强度；
[4] 电场强度的单位是；
[5][6]电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。
18． 1.08×105 0.54
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电荷q1在q3处的电场强度为
方向沿q1q3的连线斜向上；
同理，电荷q2在q3处的电场强度为
方向沿q2q3的连线斜向下；两场强夹角为120°，可知合场强大小为
[2]点电荷q3受到的电场力为
方向水平向左。
19．，方向水平向右
【解析】
【分析】
【详解】
P点到-q和+q的距离分别为和，则-q和+q在P点产生的电场强度大小分别为
二者的方向相反，它们的合场强为
电场强度的方向水平向右
20．（1）8.64×10-11N，方向由B指向A；（2）14.4N/C，方向由A指向B
【解析】
【详解】
（1）由库仑定律得：Q2受到的静电力的大小
故Q2受到的静电力的大小为：F=8.64×10 11N．异种电荷相互吸引，故Q2受到的静电力方向由B指向A；
（2）依据电场强度的定义式，Q1在B点产生的电场强度为
故Q1在B点产生的电场强度的大小14.4N/C，负电荷受力方向与电场方向相反，故B点电场方向由A指向B。
21．（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力
（2）忽略火星自转，火星近地卫星的质量为m0，则重力充当向心力，有
（3）设天问一号质量为m，引力提供向心力有
（4）物体在“天问一号”所处轨道受到的引力为
设引力场强为，则
22．见解析
【解析】
【详解】
A．电场强度反映的是电场本身的性质，场源确定时，电场中的某点P的场强就确定了，不受试探电荷的电性、受力大小等不同而改变，故在电场中的点不放试探电荷，则点的电场强度不为零；
B．点电荷的电场强度公式为决定式，故点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离的二次方成反比，在减半的位置上，电场强度变为原来的4倍；
C．电场强度公式为定义式，电场强度的大小与试探电荷的电荷量成无关，若减半，则该处的电场强度依然不变；
D．匀强电场中电场强度处处相同，由可知相同电量和电性的电荷在其中受力才相同。
答案第1页，共2页
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