人教版新教材必修三 9.3 电场线专题（含答案）

人教版新教材必修三第九章电场线专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
某电场区域的电场线如图所示，、是其中一条电场线上的两点，下列说法不正确的是( )
A. 负电荷在点受到的静电力一定小于它在点受到的静电力
B. 点的场强方向一定沿着点的电场线向右
C. 正电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力
D. 点的场强一定大于点的场强
如图所示，两等量异种点电荷的连线沿水平方向，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由匀速运动，电子重力不计，则电子除受静电力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变大后变小，方向水平向左 B. 先变大后变小，方向水平向右
C. 先变小后变大，方向水平向左 D. 先变小后变大，方向水平向右
某电场的电场线分布如图所示，则( )
A. 带负电 B. 带正电
C. 点的电场强度大于点的电场强度 D. 、两点的电场强度大小不同，方向相同
下列电荷的电场线分布示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
如图所示，真空中、、三点构成边长为的等边三角形，两电荷量均为的负点电荷分别固定于、两点。静电力常量。下列说法正确的是( )
A. 点电场强度的方向为由点指向点 B. 点电场强度的方向为由点指向点
C. 点电场强度的大小为 D. 点电场强度的大小为
两个等量同种点电荷的电场线如图所示，图中电场线上下左右均对称。点、，点、，点、关于两点电荷连线的中点对称，则( )
A. 、两点电场强度相同 B. 、两点电场强度相同
C. 、两点电势不相等 D. 在两点电荷连线的中垂线上点电势最高
下圖顯示三個點電荷、、所形成的電場圖形。
、、分別帶有甚麼電荷？
A. 負 負 負
B. 負 正 正
C. 正 負 負
D. 正 負 正
A. B. C. D.
一带负电的粒子从电场中点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的图像如图所示，则，两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的 ( )
A. B. C. D.
如题图所示，电量为和的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )
A. 体中心、各面中心和各边中点 B. 体中心和各面中心
C. 各面中心和各边中点 D. 体中心和各边中点
，两个点电荷在真空中所产生电场的电场线其中方向未标出的分布如图所示．图中点为两点电荷连线的中点，为两点电荷连线的中垂线，点在上．电场线的分布关于左右对称．下列说法中不正确的是( )
A. 这两个点电荷为等量同种电荷 B. 这两个点电荷为等量异种电荷
C. 点的电场强度比点的电场强度大 D. 点和点的电场强度方向相同
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
如图所示，一带电量为的小球用绝缘绳悬挂，匀强电场方向水平向右。小球的重力为，平衡时小球偏离竖直方向的夹角为。求：

带点小球的电性是正或负。
求出小球受到的电场力的大小。
求电场强度。
如图，在真空中有两个点电荷和，电量分别为和，它们相距，如果在两点电荷连线的中点有一个半径为的空心金属球，且球心位于点，求：
在点产生的电场强度的大小与方向；
球壳上的感应电荷在点处产生的场强大小于方向。
如图所示，以为圆心、为半径的圆与坐标轴的交点分别为、、、，空间有方向与轴正方向相同的匀强电场，同时在点固定一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为的试探电荷放在点，则恰好平衡，静电力常量为，则：
匀强电场的场强大小为多少？
、两点的实际场强大小分别为多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、电场线越密，场强越大，所以点的场强一定大于点的场强；根据得：无论正电荷或负电荷，电荷在点受到的电场力一定大于它在点受到的电场力，故A错误，CD正确；
B、电场线某点的切线方向表示场强的方向，所以点的场强方向一定沿着点的电场线向右，故B正确。
本题选不正确的，故选：。
电场线越密，场强越大。根据判断电场力的大小。电场线某点的切线方向表示场强的方向。
解决本题的关键掌握电场线的特点，电场线的疏密可表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示场强的方向。
2.【答案】
【解析】
【分析】
电子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据电场力的变化判断外力的变化。
解决本题的关键知道外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，是一对平衡力。
【解答】
根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小。则电子所受电场力的大小先变大后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右。故B正确，ACD错误。
3.【答案】
【解析】电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，由电场线分布知，带正电，A错误，B正确；点的电场线比点稀疏，则点的电场强度小于点的电场强度，C错误；因点的电场线比点密集，、两点的电场强度大小不同，电场线的切线方向表示电场强度的方向，、两点切线方向不同，所以、两点的电场强度方向不同，D错误．
4.【答案】
【解析】
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止。
该题考查常见的电场线的特点，掌握住常见电荷的电场线的分布特点即可。要多加记忆。
【解答】
电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止；根据几个常见的电场线的分布可知：
、负点电荷的电场线的方向向里，正点电荷的电场线方向向外，故AB错误；
C、等量异种点电荷的电场线从正电荷发出，到负电荷处为止，故C正确；
D、如图等量正点电荷的电场线的分布可知，故D图错误。

5.【答案】
【解析】
【分析】
A、两处的电荷在产生的场强大小相等，方向相反，合场强为零；对于点的场强，先求解两个电荷单独存在时在点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到点的场强。
空间中存在多个电场，则某点的场强为各场强的合场强；场强的合成遵循平行四边形定则。
【解答】
两等量的负点电荷的中点，点电场强度的为零，AC错误；
两等量的负点电荷的中垂线上的点的电场强度方向指向两等量的负点电荷的中点，故点电场强度的方向为由点指向点，电场强度大小为，B正确，D错误。

6.【答案】
【解析】解：、根据等量同种电荷电场线分布情况和对称性，可知、点场强大小相等，方向相反；、点场强大小相等，方向相反，故AB错误；
C、根据等量同种电荷等势线分布的对称性，可知与两点的电势大小相等，故C错误；
D、根据沿着电场线方向电势逐渐降低，所以在中垂线上点电势最高，故D正确；
故选：。
根据等量同种电荷电场线和等势线分布情况和对称性，判断各点的电势和场强关系，场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相等。
本题主要考查了等量同种电荷周围电场线和等势线分布情况，明确场强的矢量性，注意场强相等为场强大小方向都相同。
7.【答案】
【解析】
【分析】
考查了电场线的概念和性质，记住等量异种、等量同种电荷的电场线形状即可。
【解答】
根据电场线是由正电荷出发终止于负电荷，故C正确，ABD错误。
8.【答案】
【解析】由图像可知，从到，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该粒子所受电场力越来越大，其所在电场的电场强度越来越大，所以从到电场线越来越密，由于负电荷所受电场力方向与电场方向相反，故C正确．
9.【答案】
【解析】
【分析】
两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零，两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向，两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向，然后分线中心、面中心和体中心进行分析，分析时将图中点电荷分组，运用合成法讨论。
本题分线中心、面中心和体中心三种情况讨论，抓住两个等量同种电荷连线中点和中垂线上的场强情况进行分析讨论。
【解答】
两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零，两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向，两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向．在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零，在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零，而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零，故B正确，ACD错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】
【分析】
电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止．在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断场强的大小和方向。
常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。
【解答】
根据电场线的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，可知、是一定两个等量异种电荷，故A错误，B正确；
在两等量异号电荷连线的中垂线上，点处电场线最密，电场强度最大，所以点的电场强度比点的电场强度大，点和点的电场强度方向垂直中垂线指向负电荷所在的区域，故CD正确。
本题是选不正确的，故选A。
11.【答案】解：小球处于匀强电场，在电场力、拉力与重力作用下处于平衡状态，如图，电场力方向应水平向右，与电场强度方向相同，所以小球带正电．
结合受力示意图，根据平衡条件得：
小球受到的电场力 G.
由，得：
答：小球带正电荷．
小球受到的电场力为；
该电场强度 的大小为．
【解析】带电小球处于匀强电场，在电场力、拉力与重力的作用下，处于平衡状态．判断出电场力方向，即可确定根据电荷的电性．
根据平衡条件列式，求解小球所受的电场力的大小．
电场力与电场强度的关系是，由此式求解电场强度的大小．
本题是带电体在电场中平衡问题，研究的方法与力学问题一样，关键是分析带电体的受力情况，根据平衡条件和电场知识解答．
12.【答案】解：根据点电荷电场强度的计算公式可得在点产生的电场强度的大小为：，方向向左；
由于球内点的合场强为零，则感应电荷在点的电场强度等于和处电荷在点的电场强度的叠加；则有：，方向向右。
答：在点产生的电场强度的大小为，方向向左；
球壳上的感应电荷在点处产生的场强大小，方向向右。
【解析】根据点电荷电场强度的计算公式求解在点产生的电场强度的大小和方向；
根据电场中的导体内部的合电场为零进行分析。
本题主要是考查电场强度的计算，知道电场中的导体内部的合电场为零，能够根据电场的叠加方法进行分析。
13.【答案】解：空间存在匀强电场和点电荷形成的电场，任何一点的场强都是这两个电场在该处的场强的矢量和。由电荷量为的试探电荷在点处于平衡状态可得 ，
解得匀强电场的场强大小为；
由于正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外，故在点，点电荷的场强方向沿轴正方向；在点，点电荷的场强方向沿轴正方向。从而可知：点的实际场强大小为，点的实际场强大小为。
答：匀强电场的场强大小为；
点的实际场强大小为，点的实际场强大小为。

【解析】根据试探电荷受力平衡，求解匀强电场的场强；
电场强度的叠加。
本题主要考查点电荷的场强及电场强度的矢量叠加。
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