2023-2024学年高二上学期物理（人教版2019）9.3 电场 电场强度 同步过关检测（含解析）

9.3 电场 电场强度
一、单选题
1．关于物理学史，以下符合历史事实的是（　　）
A．法拉第最早提出用电场线表示电场
B．密立根通过扭秤实验精确地测出了元电荷的电量
C．伽利略通过实验总结得出力是维持物体速度不变的原因
D．牛顿研究整理第谷天文观测的数据，发现了万有引力定律
2．如图所示，A、B、C、D表示的是四种不同电场线，一正电荷在电场中由P向Q做加速运动，其中所受电场力越来越大的是（ ）
A． B． C．D．
3．如图所示，在正三角形的三个顶点分别固定有A，B，C三个可看成点电荷的带电小球，带电量分别为、、。此时三角形中心O点的场强大小为E。若将小球A与小球C接触后再放回原处，则此时O点的场强大小为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，abcde是半径为r的圆的内接正五边形，当在顶点a、b、c、d、e处各固定有电荷量为＋Q的点电荷时，O点的电场强度为零；若在e处固定有电荷量为－3Q的点电荷，a、b、c、d各处仍为电荷量为＋Q的点电荷，则圆心O处的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，有一质量为m、带电量为+q的物体放在斜面上，为了使物体能在斜面上保持静止，加一方向沿斜面向上的匀强电场，电场强度最小值为E1，最大值为E2，物体受到斜面的最大静摩擦力为（　　）
A．qE1 B．qE2 C． D．
6．如图，静电场中的一条电场线上有 M、N两点，箭头代表电场的方向，则（　　）
A．这一定是一个匀强电场
B．M点的场强大小一定比 N点的场强大
C．M点的场强大小一定比 N点的场强小
D．负电荷在M、N两点所受电场力的方向一定相同
7．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，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，==2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，场强大小为E，一个四分之一圆环形、粗细均匀的绝缘细棒AB上均匀分布有正电荷，O为圆环的圆心，OB与电场线平行。将四分之一圆环绕O点在圆环所在的平面内沿顺时针转过，这时O点的场强大小为2E，则圆环上电荷在O点产生的场强大小为（ ）
A． B． C． D．
9．关于静电场场强的概念，下列说法正确的是 （ ）
A．由E＝F/q可知，试探电荷的电荷量变为2q，电场的场强变为E/2
B．正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以电场中某一点场强的方向与放入检验电荷的正负有关
C．电场中某一点的场强的大小和方向与放入该点的检验电荷无关
D．当检验电荷在该点所受的电场力F加倍时，该点的电场强度一定变为原来的2倍
10．如图所示，在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2，当空间存在沿y轴负向的匀强电场时，y轴上A点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E，两点电荷到A的距离为r1、r2，则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为
A．0 B．E C．2E D．
11．两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2. 2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α=37°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α=37°，则（　　）
A．A球带负电，B球带正电
B．甲图中细线的拉力大小均为0. 6mg
C．A球带电量为
D．乙图中A球所受匀强电场的力大小为0. 75mg
12．在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成60°角，b点的场强方向与ab连线成30°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　）
A．正电、3E
B．负电、3E
C．正电、
D．负电、
二、多选题
13．如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是（　　）
A．a、b为同种电荷
B．a、b为异种电荷
C．A点场强大于B点场强
D．A点场强小于B点场强
14．关于电场线，下列说法中正确的是（　　）
A．电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线
B．越靠近正点电荷，电场线越密，电场强度越大，越靠近负点电荷，电场线越稀，电场强度越小
C．相邻两条电场线间的空白处，电场强度必定为零
D．在电场中，电场线既不中断也不相交
15．电场中某区域的电场分布如图所示，a、b是电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点的场强相等
B．a点的场强大于b点的场强
C．同一个点电荷在a点所受的电场力小于在b点所受的电场力
D．同一个点电荷在a点所受的电场力大于在b点所受的电场力
三、解答题
16．如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则：
（1）B处场强是多少？方向如何？
（2）如果换成一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？
17．在点电荷Q的电场中，Ox轴与它的一条电场线重合，A、B两点的坐标分别为和。在A、B两点分别放置试探电荷（电荷量可调），试探电荷受到的静电力F跟电荷量q的关系如图所示，规定沿x轴正方向为静电力的正方向，已知静电力常量为，求点电荷Q的电荷量及位置坐标xQ。
参考答案：
1．A
【详解】A．法拉第最早提出用电场线表示电场，所以A正确；
B．密立根通过油滴实验精确地测出了元电荷的电量，所以B错误；
C．伽利略否定了“力是维持物体运动的原因”的观点，所以C错误；
D．牛顿研究整理第谷、哥白尼、伽俐略、笛卡尔、开普勒等人对天文观测的数据，发现了万有引力定律，所以D错误；
故选A。
2．D
【详解】由题意可知一正电荷在电场中由P向Q做加速运动，故电场线方向由P指向Q，又因为所受电场力越来越大，故电场强度越来越大，电场线越来越密，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．A
【详解】根据题意可知，三个可看成点电荷的带电小球在点的电场强度，如图所示
设三角形的边长为，由几何关系可得
由点电荷场强公式可得
，
由几何关系可知，和的夹角为，则由电场的叠加原理可得
若将小球A与小球C接触后再放回原处，则小球A和小球C的带电量均为，三个可看成点电荷的带电小球在点的电场强度，如图所示
由点电荷场强公式可得
，
则由电场的叠加原理可得
则有
故选A。
4．A
【详解】试题分析：假设在e处固定电荷量为+Q的点电荷，则O点的电场强度大小为零．若取走e处的点电荷，则其余点电荷在O处的电场强度大小为，方向指向e处．若换取-3Q的点电荷，则在O处产生的电场强度大小为，方向也指向e处，因此方向相同叠加而得，圆心O处的电场强度大小，故A正确，BCD错误；
故选A。
【点睛】本题采用假设法从而降低解题难度，并根据矢量叠加原理，结合点电荷电场强度的公式进行解答．
5．C
【详解】当静摩擦力沿斜面向上时，则
当静摩擦力沿斜面向下时则
联立方程组得
故选C。
6．D
【分析】考查电场线的相关性质。
【详解】A．只有一条电场线，无法确定是否为匀强电场，A项错误；
BC．只有一条电场线，不知道MN两点的电场线疏密程度，场强大小无法确定，BC项错误；
D．在此电场线上，电场方向向右，故负电荷在M、N两点所受电场力的方向一定向左，相同，故D项正确。
故选D。
7．A
【详解】假设在O点有一个完整的带电荷量为2q的带电球壳，设完整球壳在N点产生的场强大小为E0，左半球壳在N点产生的电场强度大小为E左，右半球壳在N点产生的电场强度大小为E右，根据电场叠加原理
根据题意
解得
A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【详解】圆环绕O点在圆环所在的平面内沿顺时针转过时，根据电荷分布的对称性分析可知，圆环在O点产生的电场强度竖直向下，设圆环上电荷在O点产生的场强大小为，应有
解得
故ABC错误；D正确。
故选D。
9．C
【详解】A、根据公式可知，电场中的场强取决于电场本身，与有无检验电荷q以及电场力F无关，故AD错误，C正确；
B、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电荷无关，故B错误．
点睛：解决本题的关键掌握电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即，与放入电场中的电荷无关，由电场本身性质决定．
10．C
【详解】ABC．A点场强为零，说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向，即竖直向上，大小为E，根据对称性，两点电荷在B处产生的合场强竖直向下，大小为E，所以B点的场强大小为2E，方向竖直向下，故AB错误，C正确；
D．由于电场强度是矢量，矢量的合成遵循平行四边形定则，所以B点的电场强度不能用产生的电场强度的代数和求，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】A．由乙图可知，A球带正电，B球带负电，选项A错误；
B．甲图中细线的拉力大小均为
选项B错误；
C．甲图中两球相距
由A球受力平衡可得
解得
选项C正确；
D．乙图中若没有B球时，A球所受的匀强电场的力大小为
由于电荷B的存在则A球所受的匀强电场的电场力大于0. 75mg，选项D错误。
故选C。
12．C
【详解】将场强、反向延长，交点即为点电荷所在的位置，如下图所示，由于电场方向向外，故该点电荷带正电，根据几何知识可得，a点到Q的距离为，则b点到Q的距离为，a、b两点到Q的距离之比为,由
可得a、b两点的场强之比为,得出
故C正确，ABD错误。
故选C。
13．BD
【详解】AB．根据电场线的分布可知，a、b为异种电荷，A错误，B正确；
CD．电场线越密集则场强越大，可知A点场强小于B点场强，C错误，D正确。
故选BD。
14．AD
【详解】A．电荷周围存在电场，电场是一种客观存在的物质，而电场线是人们为了描述电场而假想的曲线，用以表示电场的强弱和方向，实际并不存在，选项A正确；
B．电场线的疏密表示电场的强弱，越靠近点电荷的地方电场线越密，电场强度越大，选项B错误；
C．相邻两条电场线间的空白处，电场强度不一定为零，选项C错误；
D．根据电场线的特点可知，在电场中电场线既不中断也不相交，选项D正确。
故选AD。
15．BD
【详解】AB．电场线的疏密反映电场强度的相对大小，a点的电场线密，所以电场强度较大，故A错误，B正确；
CD．a点的电场强度较大，同一点电荷放在a点受到的电场力较大，故C错误，D正确。
故选BD。
16．（1）200N/C；方向与F1相反；（2）8.0×10－5N；200N/C
【详解】（1）由场强公式可得
EB=＝N/C＝200N/C
因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反；
（2）q2在B点所受静电力
F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N
方向与场强方向相同，也就是与F1反向，此时B处场强仍为200N/C不变，方向与F1相反。
17．；
【详解】A、B两点的电场力方向均沿x轴正方向，但A、B两点试探电荷电性相反，因此，可以判定A、B两点的电场强度方向相反，点电荷位于A、B两点之间，F-q图中图线斜率的绝对值就是该点电场强度的大小，由此可得
根据点电荷电场强度的公式有
联立以上各式，解得