人教版（2019）必修第三册 9.3 电场 电场强度 同步练习卷（1）（含答案）

人教版（2019）必修第三册《9.3 电场 电场强度》2022年同步练习卷（1）
一 、多选题（本大题共7小题，共42分）
1.（6分）关于导线中的恒定电场，下列说法正确的是（ ）
A. 任何位置的电场强度都不随时间变化 B. 有的位置的电场强度随时间变化
C. 该电场中没有电势和电势差 D. 该电场中也有电势和电势差
2.（6分）真空中距点电荷电量为为的点处，放一个带电量为的点电荷，受到的电场力大小为，则点的场强为
A. B. C. D.
3.（6分）为已知电场中的一固定点，在点放一电量为的电荷，所受电场力为，点的场强为，则以下结论不正确的是
A. 若在点换上，点场强方向变为与原来相反
B. 若在点换上电量为的电荷，点的场强不变
C. 若在点移移去电荷，点场强变为零
D. 点的场强的大小、方向与的大小、电性的正负、电荷的存在与否有关
4.（6分）带电量不相等的两点电荷固定在轴上坐标为和的两点处，位于处的点电荷带电量的绝对值为，两点电荷连线上各点的电势随变化的关系图像如图所示，处的电势最低，轴上、两点的坐标分别为和，已知静电力常量为，则下列说法正确的是
A. 两点电荷一定均为正电荷
B. 原点处的场强大小为
C. 正检验电荷在原点处受到向左的电场力
D. 负检验电荷由点运动到点的过程中，电势能先减小后增大
5.（6分）如图所示，立方体的两个顶点、上固定有两个等量的同种正电荷，、是立方体边和的中点，开始时在处锁定一个负电荷，不计负电荷重力，下列有关说法正确的是
A. 、两点的电势相同
B. 、两点的电场强度相同
C. 解除锁定，静止释放负电荷，将向下加速，加速度也一直增大
D. 解除锁定，给负电荷一个沿方向的初速度有可能做匀速圆周运动
6.（6分）空间中仅有在轴上的关于原点对称的、两点上有两个场源点电荷、，空间中产生电场．以轴正方向为沿轴上的电场强度的正方向，与的关系如图所示．轴上任意关于点对称的两点的相同．、两点关于点对称．以下说法正确的是
A. 与的电荷量大小相等
B. 为负电荷，为正电荷
C. 两点间电势差小于两点间电势差
D. 将一负检验电荷从点移动到点，电场力对其所做总功为正
7.（6分）如图所示，半径为的导体环的顶端有一宽为的小狭缝，且满足远远小于，在导体环上均匀分布着总电荷量为的负电荷。已知静电力常量为，则下列说法正确的是
A. 导体环在圆心点处产生的场强大小为
B. 方向由指向
C. 导体环在圆心点处产生的场强大小为
D. 方向由指向
二 、单选题（本大题共8小题，共48分）
8.（6分）如图所示，、两点对称分布在均匀带电塑料薄板的两侧，一固定带正电的点电荷在、的连线上，已知点的电场强度方向水平向右，则下列说法中正确的是
A. 塑料薄板带正电
B. 点的电势低于点的电势
C. 点的电场强度方向也可能向右
D. 塑料薄板表面处的电场方向都与薄板表面垂直
9.（6分）下列关于电场的说法正确的是
A. 电场是假想的，并不是客观存在的物质
B. 电场线是客观存在的，任意两电场线不相交
C. 电场中某处场强的方向与放入该处试探电荷电量无关，但与其电性有关
D. 电场中某点的电势与放入该处的试探电荷电量电性都无关
10.（6分）如图所示，长方体木块所受重力，静置于水平桌面上，长方体木块所受重力为，静置于木块上，则
A. 木块对桌面无压力 B. 木块对桌面有压力，其大小为
C. 木块对桌面有压力，其大小为 D. 木块对桌面压力大小为
11.（6分）如图，电荷量为的正点电荷位于电场中点，受到的电场力为，则点的电场强度大小，方向与相同．若把该电荷换成电荷量为的负电荷，则点的电场强度

A. 大小变为，方向与原来相同
B. 大小仍为，方向与原来相反
C. 大小仍为，方向与原来相反
D. 大小仍为，方向与原来相同
12.（6分）点电荷、分别固定在轴上的原点处和处，正点电荷不计重力从处以初速度沿轴正方向运动，其速率与在轴上的位置关系如图所示，则下列判断正确的是
A. 点电荷带负电荷、带正电荷
B. 点电荷、所带电荷量的绝对值之比为：
C. 从处到处，电势先增大后减小
D. 点电荷从处到处的过程中，在处的电势能最小
13.（6分）如图所示，点是真空中两等量异种点电荷的连线中点，以为圆心、环面垂直于点电荷连线的圆环上有一点，下列说法中正确的是
A. 点电场强度一定为零 B. 点电势一定为零
C. 、两点电势差为零 D. 、两点的电场强度一定相等
14.（6分）如图所示，在正方形的三个顶点、、上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷，其中处点电荷带负电，、处点电荷均带正电。、、三点四等分边，、、三点四等分边。下列说法正确的是
A. 、两点处的电场强度相同
B. 点电势高于点电势
C. 负电荷在点具有的电势能比在点具有的电势能小
D. 负电荷在点具有的电势能比在点具有的电势能大
15.（6分）两个质点之间万有引力的大小为，如果将这两个质点之间的距离变为原来的倍，那么它们之间万有引力的大小变为
A. B. C. D.
三 、计算题（本大题共1小题，共12分）
16.（12分）相距的点电荷、的带电荷量分别为和，要引入第三个点电荷，使三个点电荷都处于平衡状态．求引入的第三个点电荷的电性、电荷量和放置的位置．
四 、实验题（本大题共1小题，共10分）
17.（10分）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中、、三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置、、与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为、、，且已知重力加速度为。
对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；
根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较、、三个位置的电场强度、、的大小关系。
答案和解析
1.【答案】AD;
【解析】解：AB、导线中的恒定电场都不随时间变化，故A正确，B错误．
C、沿电场线方向降低的，该电场中也有电势和电势差，故C错误，D正确．
故选：AD．
2.【答案】BD;
【解析】解：、电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值。由场强的定义式求解电场强度的大小。由题意，是场源电荷，是试探电荷。故A错误，B正确；
C、：是场源电荷，是试探电荷。点的电场强度大小由产生，所以点的场强故C错误，D正确。
故选：。
电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值．由场强的定义式求解电场强度的大小．
点电荷的电场强度也可以使用点电荷的场强公式：计算
此题主要考查对电场强度定义式和点电荷的场强公式：的理解和应用能力，是试探电荷．属于基础题目
3.【答案】ACD;
【解析】解：电场强度是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷的大小、电性以及电荷是否存在均无关，故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变；故B正确ACD错误。
本题选不正确的，故选：。
明确电场强度的性质，知道电场强度为电场本身的性质，其大小及方向与试探电荷的电量及电性无关。
本题注意理解比值定义法，比值定义法是物理学中常用方法，但要注意所定义的量不一定与式中的物理有比例关系。
4.【答案】AB;
【解析】解：、由图象可知处合电场强度为零，且电势均为正，则两点电荷均为正电荷，故正确；
、处电势最低，此处图线的斜率为，该点的合电场强度为，即：
，
解得：
，
原点处的电场强度的大小：
，方向向右，
正检验电荷在原点处受到的电场力向右，故正确，错误；
、由点到点电势先减小后增大，所以负检验电荷由点运动到点的过程中，电势能先增大后减小，故错误。
故选：。
根据点场强为，知两电荷是同种电荷，根据电势的变化，判断电荷的电性；因为电势随变化的关系图线上每点切线的斜率为，表示电场强度，所以可知点的场强为，从而知道点的场强；根据点的场强为可知两电荷的电量大小，根据电场力做功判断电势能的变化。
解决本题的关键掌握电势随变化的关系图线上每点切线的斜率为，表示电场强度，以点场强为作为突破口，展开分析。
5.【答案】AD;
【解析】解：、由，点点电荷在点的电势等于点电荷在点电势，同理在点电势等于点电荷在点电势，电势是标量，所以、两点电势相同，故正确；
、如图所示：电场强度是矢量，有方向，根据点电荷场强公式得、两点的合场强大小相等，方向不同，故错误；
、如图所示：对称性知：点场强为，无穷远处场强为，点场强最大，解除锁定，静止释放负电荷，将向下加速，沿向下
若点恰在点，解除锁定，静止释放负电荷，将向下加速，电场力减小，由牛顿第二定律得：加速度减小；
若点恰在点上方，解除锁定，静止释放负电荷，将向下加速，电场力先增大后减小，由牛顿第二定律得：加速度先增大后减小；
若点恰在点下方，解除锁定，静止释放负电荷，将向下加速，电场力先一直减小，由牛顿第二定律得：加速度一直减小；故错误；
、在点负电荷受电场力竖直向下，给负电荷一个沿方向的初速度，电场力与初速度垂直，充当向心力，且大小不变，负电荷可能绕两个正电荷连线中点做匀速圆周运动，故正确。
故选：。
由矢量合成确定、两点的场强；将负电荷移到上，不同的路径电场力做功情况一般不同；搞清等量正电荷连线中垂线上各点场强的特点，根据受力情况判断电荷的运动情况；利用物体做匀速圆周运动的条件判断。
本题要求有较强的空间想象力清晰认识等量正电荷连线中垂线上各点场强的特点电场力做功与路径无关，是说的总效果，对不同的路径过程，电场力做功情况一般不同。
6.【答案】AC;
【解析】解：、该电场是等量异种电荷在空间中产生的电场，其中，为正电荷，为负电荷，故正确，错误；
、正电荷在和区间产生的电场强度的平均值大小相同有，负电荷在和区间产生的电场强度的平均值大小不同有，区间与方向相反，区间与方向相同，则合场强，根据，有，故正确；
、将负检验电荷从点移动到点，正电荷对检验电荷做功为零，负电荷对检验电荷做功为负功，故电场力对该检验电荷所做总功为负，故错误．
故选：。
根据关系图象中电场强度方向和大小，可判断两电荷的电性；由点电荷形成场强的公式和电势差的关系解得电势差大小；将负检验电荷从点移动到点，正电荷对检验电荷做功为零，负电荷对检验电荷做功为负功。
此题主要考查点电荷形成场强特点和电场强度与坐标的关系图象的规律，注意电势差与电场强度的关系是解这道题的关键。
7.【答案】BC;
【解析】
利用点电荷电场强度公式，结合点电荷的条件，及矢量的合成法则，即可求解。考查点电荷的电场强度公式，掌握点电荷的条件，及理解电场强度方向如何确定。

根据导体环上均匀分布着总电荷量为的负电荷，那么宽为的小狭缝的电量为：
；
因远远小于，则与小狭缝关于圆心对称的，可看成点电荷，其电量为：
；
根据点电荷电场强度公式，可知：

再由负点电荷的电场强度方向是指向负电荷，因此方向由指向；故AD错误，BC正确；
故选：。

8.【答案】D;
【解析】解：、正电荷和薄板电荷在点激发的电场强度方向向右，若薄板带正电的话，则点的电场强度方向必向左，根据电场的矢量合成知薄板带负电，故错误；
、由对称性可知，薄板在、两点产生的电场强度大小相等，方向相反，即薄板在点产生的电场向左，面在点形成的电场也向左，所以点的合场强向左，故错误；
、以无穷远为电势点，薄板在两点产生的电势为大小相等的负值，而正电荷在点产生的电势大于点的电势为正值，电势的叠加遵守代数和法则，所以点的电势大于点的电势。，故错误；
、由于薄板是电势为零的等势面，所以薄板表面的电场强度方向与表面垂直，故正确。
故选：。
由点的电场强度方向向右可判断薄板带负电；由点电荷的场强公式可得出在点形成的场强，由电场的叠加原理可求得薄板在点的场强大小及方向；由对称性可知薄板在点形成的场强；由点电荷电场电势分布可比较两点间电势差。
题目中薄板形成的场强，看似无法解决；但注意点的场强是由薄板及点电荷的电场叠加而成，故可求得薄板在点的电场强度的大小关系，而薄板两端的电场电势是对称的，之后可以叠加点电荷的电场电势分析。
9.【答案】D;
【解析】解：、电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，故A错误；
B、电场线是假想的，并不是客观存在的物质，故B错误；
C、电场中某处场强的方向与放入该处试探电荷电量无关，与其电性也无关，故C错误；
D、电势的定义式采用比值法定义，电势与电势能和电荷的电量，及电性都无关，由电场本身的特性决定，故D正确。
故选：。
电场是传递电荷间相互作用的物质，真实存在，而电场线是假想的，根据电场强度定义式，及电势的定义式，即可一一求解。
本题关键明确电场、电场线，知道电场最基本的性质是对处于电场中的电荷具有力作用。同时解决本题关键要知道电场强度、电势的定义方法：比值法，抓住比值法定义的共性，既便于理解，也容易掌握。
10.【答案】A;
【解析】解：木块对的压力为，和桌面之间没有接触，所以对桌面无压力，故A正确，BCD错误。
故选：。
和桌面之间没有接触，二者之间不存在相互作用力，由此分析。
对于物体的受力分析，解题方法是：确定研究对象，首先分析重力，再分析接触面的弹力和摩擦力，最后分析非接触力电场力或磁场力，只分析物体受到的力，不分析物体对外施加的力。
11.【答案】D;
【解析】
电场强度是反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关．根据电场强度的物理意义进行解答。
电场强度是电场这一章最重要的概念之一，可根据比值定义法的共性进行理解。
根据电场强度的物理意义：电场强度是反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关．可知，将该点电荷换为电荷量为的负点电荷，点的场强大小和方向均不变，故正确，错误。
故选。
12.【答案】C;
【解析】
由图象分析可知：带电粒子在处前做减速运动，处后做加速运动，可见点的加速度为，则在处正电粒子受到两点电荷的电场力平衡，从而可得出、的电性；通过正带电粒子的动能先减小再增大，判断电场力做功和电势能的变化.
解决本题的关键是据图象分析，明确处的合场强为零为突破口，根据库仑定律得到和的电量关系；用电场力做功分析电势能的关系。

由图象分析可知：在前做减速运动，后做加速运动，在的加速度为，则在处受到两点电荷的电场力平衡，可知处的场强一定为零，则知与带同种电荷，且有，解得：，故错误。
该电荷从处到处，先做减速运动，再做加速运动，电场力先做负功再正功，所以电势能先增大后减小，在处，动能最小，则电势能最大，故正确，错误。
故选。
13.【答案】C;
【解析】
根据等量异种电荷电场线的分布规律及电场力做功与电势能变化的关系判断。
此题主要考查了等量异种电荷电场线的分布规律及电场力做功与电势能变化的关系。牢固掌握等量异种电荷的电场线的分布规律，是解答该题的关键所在。

A.点有电场线，电场强度不为零，故错误；
B.电势的大小与零电势的选取有关，故错误；
C.、在同一个等势面上，两点电势差为零，故正确；
D.处电场线比处稀疏，则点的电场强度小于点的电场强度，故错误。
故选。
14.【答案】B;
【解析】解：根据对称性可知，、处点电荷在、两点处的电场强度大小相等，方向相反，同时因为处点电荷到、两点距离不相等，在、两点处的电场强度也不同，故叠加后、两点处的电场强度不相同，故错误；
B.对于正电荷来说，离电荷越近，电势越高，而对于负电荷，离电荷越远，电势越高。则对于处点电荷，在、两点电势相等；对于处点电荷，点电势高于点电势；对于处点电荷，点电势高于点电势；故叠加之后，点电势高于点电势。故正确；
C.根据对称性，、处点电荷在、两点处的电势相等；处点电荷在点电势大于点电势，所以点电势比在点电势小，负电荷在点具有的电势能比在点具有的电势能大，故错误；
D.对于、两处正电荷来说，点电势大于点电势；对于处负电荷来说，点电势大于点电势，则叠加后，点电势大于点电势。故负电荷在点具有的电势能比在点具有的电势能小，故错误。
故选：。
由对称性及电场的叠加，求解电场强度关系，沿电场线方向，电势逐渐降低，求解电势关系及电势能关系。
此题主要考查静电场，学生需结合电场强度与电势的关系，综合解答。
15.【答案】B;
【解析】解：根据万有引力定律公式；
得将这两个质点之间的距离变为原来的倍，
则万有引力的大小变为原来的，
故万有引力变为故ACD错误，B正确。
故选：。
根据万有引力定律公式进行判断分析即可求出变化后的大小。
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，并能灵活运用即可正确求解。
16.【答案】解：A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为正电，在B的右侧
设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L+r，要能处于平衡状态，
所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为q，则有：
解得：r=L
对点电荷A，其受力也平衡，则：
解得：Q=4q，
即C带正电，电荷量为4Q，在B的右侧距B为L处．
答：C带正电，电荷量为4Q，在B的右侧距B为L处;
【解析】
、、三个点电荷都处于静止状态，对电荷受力分析，每个电荷都处于受力平衡状态，故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．
对于三个带电小球的平衡问题，我们可以去尝试假设带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断，抓住平衡条件是解决问题的关键。
17.【答案】解：带电小球静止于位置时，小球受竖直向下重力，水平向右的电场力，斜向上的拉力，如图所示，

根据平衡条件可得：
由电场的定义，
同理

由于，可得：。
答：的受力示意图如上图所示，小球所受电场力的大小为；
带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式为，。;
【解析】
对带电小球进行受力分析，根据平衡条件求解；
由电场的定义求解电场强度的表达式，再根据角度关系进行分析。
本题主要是考查了力电综合问题。