9.3电场 电场强度——2022-2023学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时训练（Word版含答案）

9.3电场 电场强度
一、练概念
1.关于电场强度，下列说法正确的是( )
A.若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0
B.电场强度定义式表明，电场强度大小与试探电荷的电荷量q成反比
C.点电荷的电场强度表明，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍
D.匀强电场的电场强度表明，匀强电场中距离相等的任意两点间电压U一定相等
2.（多选）关于电场，下列说法正确的是( )
A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B.电场不是由分子、原子组成的，它是一种客观存在的特殊物质
C.电荷之间的相互作用是通过电场产生的
D.电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中
3.如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有两点，a点的场强大小为，方向与连线成60°角，b点的场强大小为，方向与连线成30°角。关于两点的场强大小的关系，以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
4.在电场中某点放入正试探电荷q，它受到的静电力F方向向右。当放入负试探电荷q时，它受到的静电力F方向向左。下列说法正确的是( )
A.该点电场强度大小为，方向向右
B.该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左
C.该点放入的试探电荷时，电场强度变为原来的2倍
D.该点不放电荷时，电场强度为零
5.（多选）下列叙述中正确的是（静电力常量为k）( )
A.电场强度适用于任何电场
B.公式中的q是场源电荷的电荷量，q越大，则电场强度越小
C.公式适用于真空中点电荷的电场，式中的Q是场源电荷的电荷量
D.由可知，r不变时，Q越大，则电场强度越大
二、练能力
6.（多选）在电场中的某点A放一试探电荷，它所受到的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小为，方向水平向右。下列说法正确的是( )
A.在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左
B.在A点放一个负试探电荷，它所受的静电力方向水平向左
C.在A点放一个电荷量为的试探电荷，则A点的场强变为
D.在A点放一个电荷量为的试探电荷，则它所受的静电力变为
7.如图所示，等腰三角形中，底边长为l，。分别在两点固定两个点电荷，已知固定在A点的电荷为正电荷，电荷量为Q。将一带正电的试探电荷放置在C点，其受到的静电力垂直于向上，已知静电力常量为k，则固定在B点的点电荷的电性以及C点的电场强度大小分别是( )
A.正电， B.负电， C.正电， D.负电，
8.如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在x坐标轴的和的位置上。以下说法正确的是( )
A.在处的场强为零 B.在处场强恰好为零
C.12 cm之外场强沿x轴负方向 D.处的场强方向沿x轴正方向
9.如图所示，两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则( )
A.a点场强的大小比b点的大 B.b点场强的大小比c点的小
C.a点与b点的场强相同 D.a点与b点的场强不相同
10.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半球面上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有两点，。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )
A. B. C. D.
11.如图所示，三点是同一圆周上的三等分点，若在两点放等量的正电荷，则A点的电场强度大小为E。若将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小为( )
A.E B. C. D.
12.如图所示，和为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O。将电荷量分别为和的两点电荷放在圆周上，其位置关于对称且距离等于圆的半径。要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个电荷量为Q的点电荷，则该点电荷Q( )
A.可放在A点， B.可放在B点，
C.可放在C点， D.可放在D点，
13.如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，连线与电场线平行，连线与电场线垂直。则( )
A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为
C.D点的电场强度大小不可能为0 D.两点的电场强度相同
14.如图所示，分别在 A、B两点放置点电荷 和.在 AB的垂直平分线上有一点 C，且.
(1)求 C 点的场强
(2)如果将一个电子放置在 C 点，它所受的库仑力的大小和方向如何？
答案以及解析
1.答案：C
解析：电场强度E的定义式，属于比值定义，与试探电荷无关，因此P点即使不放试探电荷，电场强度也不变，故A、B错误；点电荷的电场强度，在r减半的位置上，则电场强度变为原来的4倍，故C正确；匀强电场场强公式，匀强电场中距离相等的点沿电场线方向上的距离不一定相等，则电势差不一定相同，故D错误。
2.答案：ABC
解析：电场存在于电荷周围，A正确；电场是一种特殊物质，不是由分子、原子组成的，B正确；电荷之间的相互作用就是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，C正确；电场在真空中、物体中都能存在，D错误。
3.答案：C
解析：两点到点电荷的距离之比为，根据点电荷的场强公式可得，故选C。
4.答案：A
解析：规定电场强度的方向与正试探电荷受到的静电力方向相同，负试探电荷所受静电力方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向右，场强的定义式，故A正确，B错误；电场强度由本身性质所决定，与放入电场中的试探电荷无关，该点放入的试探电荷时电场强度不变，该点不放电荷时电场强度也不变，所以C和D均错误。故选A。
5.答案：ACD
解析：是电场强度的定义式，它适用于任何电场，故A正确；中的q是试探电荷的电荷量，故B错误；是真空中点电荷的电场强度决定式，式中的Q是场源电荷的电荷量，r不变时Q越大，电场强度越大，故C、D正确。
6.答案：BD
解析：在A点放一试探电荷，它所受到的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的电场强度方向水平向右，A点的场强不随试探电荷的变化而变化，A、C错误；负试探电荷受到的静电力方向与电场强度方向相反，则在A点放一个负试探电荷，它所受的静电力方向水平向左，B正确；在A点放一个电荷量为的试探电荷，由于A点的场强不变，由可知静电力变为，D正确。故选B、D。
7.答案：B
解析：对C点试探电荷受力分析，如图
可知B点的点电荷带负电，C点合场强大小，故选B。
8.答案：B
解析：在0~6 cm的范围内，两点电荷产生的场强的方向相同，均沿x轴正方向，故合场强水平向右，因此场强一定不为零，故A错误；设合场强为零的坐标为，由，解出，故B正确；12 cm之外场强沿x轴正方向，故C错误；6~12 cm区间场强沿x轴负方向，故D错误。
9.答案：D
解析：根据点电荷的场强公式，可知两点场强大小相等，且大于c点的场强，故A、B错误；因为场源电荷是负点电荷，故两点的场强方向均沿半径指向球心，故两点场强方向不同，C错误，D正确。
10.答案：A
解析：左半球面上的正电荷产生的电场可等效为带电荷量为的整个球面产生的电场和带电荷量为的右半球面产生的电场的合电场，则为带电荷量为的右半球面在M点产生的场强大小。带电荷量为的右半球面在M点的场强大小与带电荷量为的左半球面在N点的场强大小相等，则，A正确。
11.答案：D
解析：在两点放等量的正电荷，设每个电荷在A点产生的场强大小为，则，将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小，故选D。
12.答案：C
解析：根据电场叠加原理和点电荷的场强公式得，电荷量为的点电荷在圆心O处的场强与电荷量为的点电荷在圆心O处的场强的合场强方向由O点指向D点，大小为（其中r为圆的半径）；要使圆心O处的电场强度为零，只要所放点电荷在圆心O处产生的场强方向由O指向C，且大小也为即可，所以点电荷可放在C点且或放在D点且，C正确。
13.答案：A
解析：A、正点电荷Q在A点的电场强度大小，而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法，则有A点的场强大小为，故A正确；
B、同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为，故B错误；
C、当点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，且大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；
D、根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，两点的电场强度大小相等，而方向不同，故D错误；
故选：A。
14.答案：（1）0.05N/C,水平向右
（2）,水平向左
解析：（1）本题所研究的电场是点电荷和所形成的电场的合电场。因此C点的电场强度是由在C处的电场强度和在C的电场强度的合电场强度。根据得，方向如图所示。同理求得，方向如图所示。根据平行四边形定则作出和的合成图。由几何关系得，方向平行于向右。
（2）电子在C点所受的力，因为电子带负电，所以方向与方向相反。
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