人教版（2019）必修第三册9.3 电场 电场强度 同步练习卷（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）下列说法中正确的是（ ）
A. 电场是电荷周围存在的一种特殊物质
B. 电场与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的
C. 电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D. 电场是人为设想出来的，其实并不存在
2.（6分）如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，为金属板内一点，为金属板左侧外表面上一点，下列关于金属板上感应电荷在点和点的场强方向判断正确的是
A. 感应电荷在点的场强沿方向 B. 感应电荷在点的场强沿方向
C. 感应电荷在点的场强可能沿方向 D. 感应电荷在点的场强可能沿方向
3.（6分）下列单位中，是电场强度单位的是
A. B. C. D.
4.（6分）如图甲所示，在轴上有、、、、五点，坐标分别为、、、、，静电场的电场强度方向与轴平行，电势随的分布如图乙所示。一质量为、带电荷量为的粒子，以初速度从点沿轴正方向进入电场，不计粒子重力，下列说法正确的是
A. 若粒子能运动到处，至少为
B. 若粒子能运动到处，粒子一定能运动到处
C. 若粒子能运动到处，粒子在、间做匀速直线运动
D. 若粒子能运动到处，粒子在处的速度为
5.（6分）小明同学在物理实验室中描绘出了两个等量点电荷的等势线。如图所示，点处为正电荷，、两点附近电场的等势线分布如图，、、、、为电场中的个点，其中、连线和、连线相互垂直，点在、连线的中垂线上，设无穷远处电势为，则下列说法中正确的是
A. 点的电势大于
B. 点和点的电场强度相同
C. 点的电势高于点的电势
D. 将负电荷从点移动到点时，电荷的电势能增加
6.（6分）如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在坐标轴上，其中位于处，位于处。下列说法正确的是
A. 坐标轴上不计无穷远处电场强度为零的点只有一个
B. 坐标轴上不计无穷远处电场强度为零的点有两个
C. 坐标轴上区域电场强度方向是沿轴负方向
D. 坐标轴上区域电场强度方向是沿轴负方向
7.（6分）位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，、分别是正方形两条边的中垂线，点为中垂线的交点，、分别为、上的点且则下列说法正确的是
A. 、两点的电势关系为
B. 、两点电场强度的大小关系为
C. 若在点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零
D. 若将某一负电荷由点沿着图中曲线移到点，电场力做负功
二 、单选题（本大题共8小题，共48分）
8.（6分）空心球形导体壳内放置一正点电荷，球壳内、外电场线分布如图所示点位于球壳内，、两点分别位于球壳的内、外表面、、三点电势分别为、、，则
A. 点的场强方向与球壳内表面相切，且
B. 点的场强方向与球壳内表面相切，且
C. 点的场强方向沿该点半径方向，且
D. 点的场强方向沿该点半径方向，且
9.（6分），是某点电荷产生的电场中的一条电场线的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，先后经过，两点，其速度随时间变化的规律如图．则

A. ，两点的电场强度 B. 电子在，两点受的电场力
C. 该点电荷一定在点的右侧 D. 该点电荷可能带负电
10.（6分）在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有
A. 蹦床运动员上升到最高点时
B. 秋千摆到最低点时
C. 相对静止于水平匀速运动传送带上的货物
D. 宇航员聂海胜、张晓光、王亚平乘坐“神舟”号进入轨道绕地球做圆周运动时
11.（6分）某电场的电场线如图所示，、是一电场线上的两点，则、两点的电场强度
A. 大小不等、方向不同 B. 大小不等、方向相同
C. 大小相等、方向不同 D. 大小相等、方向相同
12.（6分）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形，顶点、分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于点，自由释放，粒子将沿着对角线往复运动。粒子从点运动到点的过程中
A. 先做匀加速运动，后做匀减速运动
B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势
C. 电势能改变量大于机械能改变量
D. 电势能先减小后增大
13.（6分）真空中有两个等量异种点电荷。相距时，电荷连线中点处的场强大小为、电势为；相距时，电荷连线中点处的场强大小为、电势为。设无穷远处电势为，则下列判断正确的是
A. B. ，且
C. D. ，且
14.（6分）如图所示，电荷量为的负点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心若图中点的电场强度为，则点的电场强度
A. 大小为，方向沿向左 B. 大小为，方向沿向右
C. 大小为，方向沿向左 D. 大小为，方向沿向右
15.（6分）真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的倍，那么它们之间的静电力的大小应为
A. B. C. D.
三 、计算题（本大题共1小题，共12分）
16.（12分）在真空中点放一个点电荷，今在点放一个点电荷，的距离，如图所示。求：
在点受到的作用力。
点的场强。
拿走后点的场强。
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】ABC;
【解析】解：A、电场是电荷周围存在的一种特殊物质，看不见摸不着．是不依赖我们的感觉而客观存在的，故A正确，B正确，D错误．
C、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用，故C正确．
故选ABC．
2.【答案】BC;
【解析】解：、金属内部场强为，点电荷在点场强方向为，感应电荷的场强为，二者叠加后才能为故A错误。B正确。
C、点十分靠近金属板，可认为是在金属板上，那么点合场强方向应垂直金属板向外，而源电荷引起的分场强指向负电荷，合场强分解，一个方向指向负电荷，一个方向则可能为题目所给的方向，故C正确，D错误。
故选：。
静电感应，处于电场中的导体内部电场为零，而外部电场，则由矢量的叠加而成，从而即可求解．
考查静电感应中导体电势处处相等，内部电场强度为零，理解合电场强度求解的方法，掌握矢量合成法则．
3.【答案】AC;
【解析】解：、根据电场强度的定义式可知，力的单位是，电荷的单位是，所以电场强度的单位是；故A正确。
B、根据公式，是功的单位；故B错误；
C、根据电场强度的公式可知，电势差的单位为，距离的单位为，所以是电场强度的单位；故C正确。
D、根据电势差的公式可知，功的单位为，电量的单位为，是电势差的单位，不是电场强度的单位；故D错误。
故选：。
物理公式不仅确定了各个物理量之间的关系，同时也确定了物理量的单位之间的关系，根据涉及电场强度的物理公式，分析电场强度的单位。
解决本题的关键要掌握与电场强度有关的公式，明确常用物理量的单位，知道单位之间的关系。
4.【答案】CD;
【解析】解：从到根据动能定理

解得

故错误；
B.粒子在从到做减速运动，若粒子运动到点速度刚好为零，则该粒子不能运动到处，故错误；
C.若粒子能运动到处，因为、为等势面，所以粒子在、间运动时电场力不做功，即粒子在、间做匀速直线运动，故正确；
D.从到根据动能定理

解得

故正确。
故选：。
根据选项结合动能定理分析粒子的初速度，两点间电势相等，粒子做匀速直线运动。
本题要抓住图象的斜率等于电场强度，沿电场线方向电势降低，由电势与电势能的变化，判断电势能的变化，根据能量守恒分析动能。
5.【答案】CD;
【解析】解：可以画出电荷到电荷的电场线如图所示。
、由图可知，、为等量的异种电荷，连线的中垂面为等势面，电势等于零，所以点的电势等于零。故错误。
、在图中，根据对称性可知、两点电场强度大小相等，方向不同。故错误。
、沿电场方向，电势逐渐降落，所以点的电势高于点的电势。故正确。
、负电荷从点到点，电场力做负功，电势能增加。故正确。
故选：。
根据带正电，再结合结合电场线始终跟等势面垂直，可以描绘出电荷周围的电场线分布情况，利用电场线的分布情况，可以判断电势的高低、电场强度的强弱，以及电场力做功的情况。
能熟记等量异种电荷间的电场线分布情况以及会画电场线，是解决本题的关键。
6.【答案】AD;
【解析】解：、某点的电场强度是负电荷和正电荷在该处产生的电场的叠加，是合场强。根据点电荷的场强公式可知，要使电场强度为零，那么正电荷和负电荷在该处产生的场强必须大小相等、方向相反。但该点不会在的左边，因为的电荷量大于，也不会在之间，因为它们电性相反，在中间的电场方向都向右。所以只能在右边，即在坐标轴上电场强度为零的点只有一个不计无穷远处，故正确、错误；
C.因为的电荷量大于，根据点电荷的场强公式可知，在区域，合场强一定先向左再向右，故错误；
、因为的电荷量大于，根据点电荷的场强公式可知，坐标轴上区域电场强度方向是沿轴负方向，故正确。
故选：。
某点的电场强度是负电荷和正电荷在该处产生的电场的叠加，是合场强，根据点电荷电场强度的计算公式进行分析。
电场中某点处于两个电荷的电场之中，所以该点的场强就是合场强，要根据点电荷的场强公式以及矢量合成的方法进行计算。
7.【答案】AB;
【解析】
根据电场线的方向确定场源电荷的正负．电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．电场线的疏密表示场强的大小，根据电势高低判断功的正负。
本题的关键要掌握电场线的分布情况，能根据曲线的弯曲方向可知粒子的受力方向，通过电场线的指向看电势的高低。

A.根据电场叠加，由图象可知、两中垂线上各点的电势都为零，所以、两点的电势相等，故正确；
B.电场线的疏密表示场强的大小，根据图象知，故正确；
C.四个点电荷在点产生的电场相互抵消，场强为零，故在点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零，故错误；
D.、电势相等，所以、两点电势相等，若将某一负电荷由点沿着图中曲线移到点，电场力做功为零，故错误。
故选。
8.【答案】D;
【解析】解：由于导体球壳为等势体，而电场线与等势面相互垂直，所以处的场强方向沿半径方向；
沿电场线的方向电势降落，故的电势高于等势体的电势，即高于的电势；而和处于同一等势面上，故和的电势相等，即，故正确，错误。
故选：。
导体球壳放在电场中处于静电平衡状态，导体为等势体，根据电场线和等势面的性质确定点场强方向，再根据沿电场线电势降落分析电势大小。
此题主要考查静电平衡的性质，要知道处于电场中的导体处于静电平衡状态，导体上的各点电势相等。
9.【答案】C;
【解析】

根据电子的运动方向，确定电场力方向，场强方向与电子所受电场力方向相反，由速度图象读出加速度的变化情况，确定场强的变化情况。
本题实质考查分析电子受力情况和运动情况的能力，从力和能量两个角度进行分析即可，解答的关键是理解图象的意义，知道图线的斜率逐渐增大，表示电子的加速度增大。

由速度图象看出，图线的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受电场力增大，则电场力，故错误；
电子静止开始沿电场线从运动到，电场力的方向从到，电子带负电，则场强方向从到，场强越来越大，所以离着场源电荷越来越近，即场源电荷在点的右侧，且带正点，故正确，错误。
故选。
10.【答案】C;
【解析】解：、蹦床运动员上升到最高点时，合力等于重力，不为零，不是平衡状态，故A错误。
B、秋千摆到最低点，合力不为零，加速度不为零，不是平衡状态，故B错误。
C、相对静止于水平匀速运动的传送带上的货物，合力为零，处于平衡状态，故C正确。
D、宇航员乘坐“神舟”号进入轨道绕地球做圆周运动时，合力不为零，加速度不为零，不是平衡状态，故D错误。
故选：。
物体处于平衡状态时其合力为零，加速度为零．根据这些特点判断物体是否处于平衡状态．
物体瞬时速度为零时，物体不一定处于平衡状态．匀速圆周运动物体处于的是非平衡状态．考查判断物体运动性质的能力．
11.【答案】A;
【解析】解：根据电场线的疏密表示电场强度大小，知、两点的电场强度大小不等，；电场线的切线方向表示电场强度方向，则、两点的电场强度方向不同，故A正确，BCD错误。
故选：。
电场线可以形象的描述电场的分布，电场线密的地方，电场强度大．电场线的切线方向表示电场强度方向．
本题的关键要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度大小，电场线的切线方向表示电场强度方向．
12.【答案】D;
【解析】
连线即为连线的中垂线，因此解决本题的关键是明确等量正电荷连线的中垂线上电场特点，从而进一步判断所受电场力、电势、电势能等变化情况。
本题考察了等量同种电荷的电场分布情况，在学习中要明确正电荷、负电荷、等量同种电荷、等量异种电荷等电场的分布情况。
A.由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知：由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的，故错；
B.由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线点的电势最高，所以从到，电势是先增大后减小，故错；
C.由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，故错；
D.由到连线的中点的过程中，电场力做正功，电势能减小，由到电场力做负功，电势能增加，故正确。
故选。
13.【答案】A;
【解析】
真空中有两个等量异种点电荷，电荷连线中点处的场强大小为两个点电荷单独产生的电场的电场强度的矢量和；设无穷远处电势为，正电荷周围的电势为正值，负电荷周围的电势为负值。
理解两个等量异种点电荷的叠加，是解答该题的关键。
设无穷远处电势为，正电荷周围的电势为正值，负电荷周围的电势为负值。真空中有两个等量异种点电荷，相距时，电荷连线中点处电势，相距时，电荷连线中点处电势；
当两个等量异种点电荷相距时，连线中点处的场强大小为：；相距时，电荷连线中点处的场强大小
则
故正确，错误。
故选。
14.【答案】C;
【解析】解：在点形成的电场强度大小为：，方向向左。因点场强为零，故薄板在点的电场强度方向向右，大小为。
由对称性可知，薄板在点的电场强度大小为，方向向左。而在点的电场强度大小为，方向向左。
根据矢量叠加原理，则点的电场强度大小为：，方向向左，故错误，正确。
故选：。
解决本题的关键是明确点电荷场强公式及合场强为零的含义，根据薄板产生场强的特点，由几何对称性分析求解。
此题主要考查了电场的叠加，熟记点电荷场强公式，理解合场强为零的含义，熟练运用电场强度矢量叠加原理
15.【答案】D;
【解析】解：距离改变之前：
当电荷量都变为原来的倍时：
联立可得：，故ABC错误，D正确。
故选：。
本题比较简单，直接利用库仑定律进行计算讨论即可．
库仑定律应用时涉及的物理量较多，因此理清各个物理量之间的关系，可以和万有引力定律进行类比学习．
16.【答案】解：
根据库仑定律得：
在点受到的作用力。
点的场强大小为，方向从指向。
电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关。所以拿走后点的场强不变，大小仍为，方向从指向。
答：
在点受到的作用力大小为。
点的场强大小为，方向从指向。
拿走后点的场强大小仍为，方向从指向。;
【解析】
根据库仑定律求解在点受到的作用力。
点的电场是由点电荷产生的，根据点电荷场强公式求解点的场强。
电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关。
本题关键掌握电荷间作用力的规律--库仑定律，理解电场强度的物理意义，掌握点电荷场强公式，即可顺利解答。对，也可以根据场强的定义式求解。
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。