必修第三册9.3电场电场强度 练习（word版含答案）

第三册 9.3 电场 电场强度
一、单选题
1．在一个点电荷附近的点放置检验电荷，先后在点放置电荷量不同的检验电荷，检验电荷所受的电场力也不一样。下面的图像描述的是检验电荷受力的大小与其电荷量的关系，A、B各代表一组、的数据，正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．下列关于电场强度的两个表达式和的叙述，错误的是（　　）
A．是电场强度的定义式，是放入电场中的电荷所受的力，是产生电场的电荷的电荷量
B．是电场强度的定义式，是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中电荷的电荷量
C．是点电荷场强的计算式，是产生电场的电荷电量，它不适用于匀强电场
D．对于库仑定律表达式，式子中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小
3．关于电场强度，以下说法正确的是（　　）
A．正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关
B．电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
C．对于库仑定律表达式，式子中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小
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
4．如图，滑块A、B的质量均为m，B带正电，电荷量为q；A不带电，A套在固定竖直直杆上，A、B通过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠近竖直杆，A、B均静止。现加上水平向右强度为E的匀强电场，B开始沿水平面向右运动。不计一切摩擦，A、B视为质点。在A下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A、B组成的系统机械能守恒
B．A运动到最低点时，轻杆对A的拉力为零
C．A运动到最低点时，滑块A速度大小为
D．A的机械能最小时，B的加速度大小为零
5．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
6．电场中有一点P，下列说法正确的是（　　）
A．若放在P点的电荷的电荷量翻倍，则P点场强翻倍
B．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的静电力越大
C．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
D．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
7．如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点，则下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到地面的支持力先增大后减小
B．物体A受到地面的支持力保持不变
C．物体A受到地面的摩擦力先增大后减小
D．库仑力对物体A先做正功后做负功
8．如图所示，两带正电的等量同种电荷A、B固定在同一水平线上，一光滑竖直绝缘细杆通过AB中点O，一质量m，一带电的小球套在细杆上，从O点正上方P点出发，以某一初速度v向下运动，当时，才能到达O点。Q点位于O点的正下方，。已知重力加速度为g，小球现以初速度从P点向下运动，则（　　）
A．小球过O点时加速度为零
B．小球过Q点时速度为
C．P到O过程合力对小球做功
D．O、P两点电势差
9．如图所示平面中有A、B两个固定的等量正点电荷，在AB间作辅助连线，并在连线的垂直平分线上建立x轴，O为AB连线的中点。下列关于该电场在x轴上电场强度大小的说法，其中正确的是（　　）
A．从O点沿x轴正方向，电场强度不断减小
B．从O点沿x轴正方向，电场强度不断增大
C．从O点沿x轴正方向，电场强度先减小后增大
D．从O点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小
10．如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的图是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，真空中固定着两个等量同种点电荷A、B，AB连线的中点为O。在过O点并且垂直于AB连线的平面内，a、b两个相同的带电粒子，仅在电场力的作用下，以O点为圆心做半径不同的匀速圆周运动。已知a的半径小于b的半径，不计两个粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．a粒子的动能一定比b粒子的动能小 B．a粒子的动能一定比b粒子的动能大
C．a粒子的电势能一定比b粒子的电势能小 D．a粒子的电势能一定比b粒子的电势能大
12．在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m（如图甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度大小为2.5N/C
B．B点的电场强度大小为40N/C
C．点电荷Q是负电荷
D．点电荷Q是正电荷
13．对于由点电荷产生的电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的定义式仍成立，即，式中的就是产生电场的点电荷
B．由公式可知，在离点电荷距离相等的地方，电场强度均相同
C．在产生的电场中某点，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
14．如图所示，在O点放置点电荷-q，电荷周围A、B两点到O点的距离分别为、，<，A、B两点电场强度大小分别为、，电势分别为、，则（　　）
A．< B．= C．< D．=
15．某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、P、M、N为电场中的四个点，其中P和M在一条电场线上，则下列说法正确的是（　　）
A．M点的电场强度大于N点的电场强度
B．坐标原点附近未画电场线的区域场强均为0
C．将一正电荷由P点静止释放，仅在电场力作用下，可沿PM电场线运动到M点
D．将一负电荷由O点静止释放，可能沿图中虚线运动到M点
二、填空题
16．电场的概念：电荷之间的相互作用是通过______而产生的，______来描述电场的强弱和大小，电场强度的定义式______，单位：______。
17．如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为 2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 a 点处的电场强度为零，则在图中 b 点处的电场强度大小为________，方向________。（静电力常量为k）
18．电场线上某一点的切线方向跟该点的___________方向一致，电场强度的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做___________。
三、解答题
19．如图所示，真空中定两个电荷量分别为和的点电荷，间距为，静电力常量为k。求它们连线的中垂线上到两点电荷连线的距离为的P点的电场强度大小。
20．如图为密立根油滴实验示意图。一个很小的带电油滴悬在电场强度为E的电场中，调节电场强度，使作用在油滴上的电场力与重力平衡。如果E=4.0×105N/C，油滴受到的重力G=1.8×10-3N，电子的电荷量大小e=1.6×10-19C，求油滴电荷量与电子电荷量大小的比值。
21．物理方法就是运用现有的物理知识找到解决物理问题的基本思路与方法。常见的物理方法有类比法、对称法、图象法、归纳演绎等等。场是物理学中的重要概念。仿照电场强度的定义，写出引力场强度Eg的定义式，在此基础上，推导出与质量为m的质点相距为r的点的引力场强度。
22．在真空中O点放一个点电荷Q＝＋2.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个试探电荷q＝－2.0×10－10 C，如图所示，静电力常量为。求：
（1）q在M点受到的作用力；
（2）M点的电场强度；
（3）拿走q后M点的电场强度；
（4）M、N两点的电场强度哪点大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
检验电荷所受电场力大小为
检验电荷的位置一直放在c点，根据
所以检验电荷所受的电场强度大小相同，图像的斜率表示场强大小，所以A点与坐标原点连线的斜率和B点与坐标原点连线的斜率相同，且为过原点的图像。
故选C。
2．A
【详解】
A B. 电场强度的定义式为，其中是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中电荷的电荷量，A说法错误，满足题意要求，B说法正确，不题意要求；
C. 点电荷场强的计算式为，其中是产生电场的电荷电量，该表达式不适用于匀强电场，C说法正确，不题意要求；
D. 对于库仑定律表达式，是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，D说法正确，不题意要求；
故选A。
3．C
【详解】
A．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，电场中某点的场强方向与放入电场中检验电荷无关，故A错误；
B．电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，与放入电场中的检验电荷无关，试探电荷的电荷量减半，电荷所受电场力减半，比值不变，即该处的电场强度不变，故B错误；
C．在库仑定律的表达式中，式子中看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，故C正确；
D．电荷电场中所受电场力与电荷、电场强度有关，匀强电场中的电场强度处处相同，电荷的电荷量不同，电荷在其中受力不同，故D错误；
故选C。
4．C
【详解】
A．电场力对B做正功，所以系统机械能增加，故A错误；
B．以B和轻杆为整体，最低点时合力为零，在水平方向有，所以A对轻杆的作用力等于电场力，故B错误；
C．A运动到最低点时，B的速度为零，由能量守恒可得
解得
故C正确；
D．假设无电场，系机械能守恒， A机械能最小时，B机械能最大，即B的动能最大，速度最大，加速度为零，因为电场力并不影响A的机械能，所以有电场和无电场时A机械能最小时在杆上的位置相同，但是有电场情况下，A最小机械能时B还受水平向右的电场力，所以加速度不为零，故D错误。
故选C。
5．D
【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。
6．B
【详解】
AD．电场强度是由电场本身决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，故AD错误；
B．电荷在电场中所受电场力为
所以P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，故B正确；
C．若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，故C错误。
故选B。
7．A
【详解】
ABC．当物体B由P点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图
受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得
解得
其中G与F不变，θ逐渐减小为零，可得支持力N逐渐增大，f逐渐变小；
当物体B由最高点运动到Q点的过程中，对物体A受力分析，如图
受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得
解得
其中G与F不变，θ逐渐增大，可得支持力N逐渐减小，f逐渐增大，故A正确，BC错误；
D．物体A保持静止，库仑力对物体A做功为零，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．小球过O点时受两侧电荷AB的电场力的合力为零，只受向下的重力，则加速度为g，选项A错误；
B．从P到Q电场力做功为零，则根据
可知选项B错误；
CD．当在P点的速度为v0时，则
解得
选项 C错误，D正确；
故选D。
9．D
【详解】
由场强叠加可知，O点的场强为零，在x轴上距离O点无穷远处的场强也为零，可知从O点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小。
故选D。
10．C
【详解】
A．A、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；
B．A、B场强大小不等，但方向也不同，则电场强度不同，故B错误；
C．A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，故C正确；
D．电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，故D错误。
故选C。
电场强度是矢量，只有两点的场强大小和方向都相同时，电场强度才相同，根据这个条件进行判断。
11．C
【详解】
AB．a、b做匀速圆周运动，向心力为
同时
a、b相同粒子，a离场源电荷近，根据库仑力公式
可知
但
可得
所以不确定与的大小，又
它们的大小无法确定，AB错误；
CD．以A、B为正电荷为正电荷为例分析，如图所示
则a、b为负电荷，因为
为负电，则与成反比，由电场线方向可知
沿电场线方向电势降低，则
D错误，C正确。
故选C。
12．D
【详解】
A．根据
结合图像中图线的斜率，可得
故A错误；
B．同理
故B错误；
CD．根据正电荷的受力方向与场强方向一致，可知点电荷电场中A、B点的场强方向沿x轴正方向，即点电荷Q是正电荷。故C错误；D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．电场强度的定义式仍成立，即
式中的是试探电荷的带电量，A错误；
B．由公式
可知，在离点电荷距离相等的地方，电场强度大小相等，但是方向不相同，B错误；
C．在产生的电场中某点，电场强度的方向与放入该点的试探电荷的带电种类无关，C正确；
D．在产生的电场中某点，电场强度是一定的，即使放置电量不同的试探电荷，试探电荷所受电场力不同，但是该点的电场强度也不会随之改变，D错误。
故选C。
14．C
【详解】
AB．根据
可知，两点到点电荷的距离
则
AB错误；
CD．因为沿电场线方向电势逐渐降低，若点电荷为负电荷，则
<
D错误，C正确。
故选C。
15．A
【详解】
A．电场线密的地方电场强度大，由图可知M点电场线比N点的密，所以M点的场强大于N点的场强，故A正确；
B．电场线只是大体形象描述电场，不画的区域不一定为零，故B错误；
C．一正点电荷从P点由静止释放，该电荷所受的电场力是变力，方向与电场线相切，根据曲线运动的条件知该电荷并不能沿电场线运动到M点，故C错误；
D．在第一象限区域，电场中不可能存在一条沿OM方向的直线电场线，则将一负电荷由O点静止释放，不可能沿图中虚线运动到M点，故D错误。
故选A。
16． 电场 电场强度
【详解】
[1][2][3][4]电场的概念：电荷之间的相互作用是通过电场而产生的，电场强度来描述电场的强弱和大小，电场强度的定义式，单位：。
17． 水平向左
【详解】
[1][2]根据电场强度的叠加原理可知，带电薄板带正电，且它在a点处产生电场的场强E1与点电荷在a点处产生电场的场强大小相等，即
点电荷在b点处产生电场的场强大小为
根据对称性可知，带电薄板在b点处产生电场的场强大小也为E1。所以b点处的电场强度大小为
方向水平向向左。
18． 电场强度 匀强电场
【详解】
[1]电场线上某一点的切线方向跟该点的电场强度方向一致
[2]电场强度的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做匀强电场
19．
【详解】
由题图中几何关系可知，P点到、的距离均为r，根据点电荷电场强度公式，在P点产生电场的电场强度大小
方向如图所示；在P点产生电场的电场强度大小
方向如图所示 ；利用平行四边形定则可得P点的电场强度大小
20．2.8
【详解】
油滴在电场力与重力的作用下平衡，有
qE=G
解得
故有
油滴电荷量与电子电荷量大小的比值为2.8。
21．Eg＝，Eg＝
【详解】
电场强度是试探电荷受到的电场力与试探电荷电荷量的比值，即
由此可以推出引力场强度Eg的定义式为
质量为m0的物体在质量为m的质点相距为r处受到的万有引力
则与质量为m的质点距离为r的点的引力场强度
答：引力场强度Eg的定义式为，质量为m的质点相距为r的点的引力场强度是。
22．（1），方向向左；（2），方向向右；（3），方向向右；（4）M
【详解】
（1）根据库仑定律有
代入数据得
方向向左
（2）电场强度为
代入数据得
方向向右
（3）拿走q后M点的电场强度不变，仍然是
方向向右
（4）根据可知M点场强大。
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