9.3　电场　电场强度同步作业 2025-2026学年人教版（2019）高中物理必修第一册

9.3　电场　电场强度
(分值：68分)
基础巩固(选择题第1、3、5~8题，每题4分，共24分；第2题6分。非选择题第4题4分，共计34分)
题组一　电场与电场强度
1.如图，电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为 (　　)
A.，方向与F相反
B.，方向与F相反
C.，方向与F相同
D.，方向与F相同
2.(多选)一个带电小球(视为点电荷)的电荷量为q，放在一块带电平板附近，小球受到的静电力为F，小球所在处的电场强度为E，在下图能正确反映q、E、F三者关系的是 (　　)
A.
B.
C.
D.
3.真空中有一点电荷形成的电场，离此点电荷0.1 m处放一试探电荷，其受力与电荷量的关系如图所示，已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2，则形成电场的电荷的电荷量为 (　　)
A.10-11 C
B.10-10 C
C.10-9 C
D.10-8 C
4.在点电荷Q的电场中，电荷量q=2.0×10-10 C的点电荷放置在P处，P点与点电荷Q之间的距离r=0.2 m，测得它受到的电场力F=3.6×10-5 N，如图所示。则点电荷Q在P处产生的电场强度大小为__________； 点电荷Q所带的电荷量为__________。(已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2)(4分)
题组二　电场强度的叠加与电场线
5.(改编)某电场中一条电场线如图所示，a、b是该电场线上的两点，则下列说法正确的是 (　　)
A.这条电场线是负电荷运动的轨迹
B.这条电场线是实际存在的直线
C.电场线上的a、b两点的电场强度方向不一定相同
D.电场线上的a、b两点的电场强度的大小关系不能确定
6.“反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在其周围产生电场。“反天刀”周围的电场线分布示意图如图，A、B为电场中的两点，下列说法正确的是 (　　)
A.A点电场强度比B点的大
B.“反天刀”周围的电场线是真实存在的
C.“反天刀”周围的电场与等量同种电荷周围的电场相似
D.“反天刀”周围电场的强度从尾部至头部先减小后增大
7.在x轴上有两个点电荷，一个带正电，电荷量为Q1，另一个带负电，电荷量为Q2，且Q1=2|Q2|，用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度大小，则在x轴上 (　　)
A.E1=E2的点只有一处，该点合电场强度为零
B.E1=E2的点共有两处，一处合电场强度为零，另一处合电场强度为2E2
C.E1=E2的点共有三处，其中两处合电场强度为零，另一处合电场强度为2E2
D.E1=E2的点共有三处，其中一处合电场强度为零，另两处合电场强度为2E2
8.如图，xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小为E。坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形。若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点，C点处的电场强度恰好为零，则A处的点电荷在C点产生的电场的电场强度大小为 (　　)
A.E
B.E
C.E
D.E
素养提升(选择题9~10题，每题4分，共8分；11~12题，每题6分，共12分。非选择题第13题14分，共计34分)
9.A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力的作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，已知粒子做加速度越来越大的减速运动，则电场的电场线分布可能是下图中的 (　　)
A.
B.
C.
D.
10.(改编)如图所示，真空中半径为R的竖直圆周上均匀分布的三点A、B、C上各固定一个电荷量为+Q的点电荷，圆周上D点位于圆弧AC中点且为圆周的最高点，B为圆周的最低点。已知静电常量为k，则这三个点电荷在D点产生的合电场强度大小为 (　　)
A.k
B.
C.k
D.k
11.(多选)如图所示，带正电的细杆AB被绝缘丝线吊在空中，细杆上的电荷量均匀分布。电荷量为Q的小球C(可看作点电荷)被悬挂在细杆AB的正上方，C与细杆AB间的距离为L，与细杆AB相距L的P点的电场强度为零，P'点在细杆AB下方与细杆AB相距L。已知C，P、P'在同一条竖直线上，静电力常量为k，下列说法正确的是 (　　)
A.小球C带负电
B.细杆AB上的电荷在P点产生的电场强度为k
C.细杆AB上的电荷在P'点产生的电场强度为k
D.P'点的电场强度为k
12.(改编)(多选)如图所示，球心为O、半径为R的球面上固定四个电荷量为+q的点电荷，一个位于球面最高点P处，另外三个分布在同一圆周上等分的三点A、B、C处，M为球面最低点。已知OA与竖直方向的夹角θ=60°，静电力常量为k，则下列说法正确的是 (　　)
A.P处点电荷受到的库仑力大小为
B.O点的电场强度大小为
C.M点处的电场强度大小为
D.在O、M之间沿着直径由O向M方向的电场强度的方向不变
13.如图所示，在一水平向右的匀强电场中有一半径为R、圆心为O的光滑绝缘圆弧面，圆弧面上距离弧底高度为的a处静止放着一质量为m、电荷量为q的带电小球。小球可以看成点电荷，重力加速度为g。求：
(1)小球带正电还是负电。(4分)
(2)电场强度E的大小。(4分)
(3)在圆弧面上，与a点等高的b点的电场强度大小。(6分)
参考答案
1.C　【解析】由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F，则该点的电场强度大小E=，方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；而电场强度本身是反映电场性质的物理量，只由电场本身决定，与试探电荷无关，所以不会因为试探电荷的改变而改变。故C项正确。
2.BD　【解析】电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受静电力无关，A项错误，B项正确；试探电荷在该点受到的静电力F=Eq，F正比于q，C项错误，D项正确。
3.A　【解析】距离点电荷0.1 m处的电场强度Ex==9 N/C，距离场源电荷r处的电场强度E=k，解得Q=10-11 C，A项正确。
4.1.8×105 N/C　8×10-7 C
【解析】点电荷Q在P处产生的电场强度E== N/C=1.8×105 N/C。根据E=k，可得Q== C=8×10-7 C。
5.D　【解析】电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，并不是电荷运动的轨迹，实际上是不存在的，A、B两项错误；电场强度的方向沿着该点所在电场线切线的方向，若电场线为直线，则电场强度方向与电场线方向一致，根据所给电场线可知，a、b两点的电场强度方向相同，C项错误；电场强度的大小与电场线的疏密有关，电场线越密集电场强度越大，因不知道电场线的疏密程度，则无法判断a、b两点的电场强度的大小，D项正确。
6.D　【解析】根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由题图可知，A点电场强度比B点的小，“反天刀”周围电场的电场强度从尾部至头部先减小后增大，A项错误，D项正确；“反天刀”周围的电场线是为了描述电场假想出来的，不是真实存在的，B项错误；“反天刀”周围的电场与等量异种电荷周围的电场相似，C项错误。
7.B　【解析】在两个点电荷之间可以找到一点，使电场强度大小E1=E2，由于Q1与Q2电性相反，在该点产生的电场强度方向相同(指向负电荷)，合电场强度为2E2；在Q1、Q2连线的延长线上靠近Q2一侧可以找到另一点，它们产生的电场强度大小相等，方向相反，合电场强度为零，B项正确。
8.B　【解析】在C点，三个电场的电场强度方向如图所示，根据题意可知EAcos 30°+EBcos 30°=E，又EA=EB，解得A处的点电荷在C点产生的电场的电场强度大小EA=E，B项正确。
9.D　【解析】粒子做减速运动，且粒子带正电，故电场方向从B指向A，从A点沿电场线运动到B点，粒子加速度越来越大，根据a=，可知B点的电场强度较大，则B点处电场线较密，D项正确。
10.B　【解析】每个点电荷的电荷量为Q，根据几何关系可知，A、C两点与D点间的距离都为R，B点与D点间的距离为2R，则这三个点电荷在D点产生的合电场强度大小E=2kcos 60°+k=，B项正确。
11.BD　【解析】P点处的电场强度为零，小球C带正电，A项错误；C点处点电荷在P点产生的电场的电场强度与细杆AB在P点产生的电场强度等大反向，因此细杆AB在P点产生的电场的电场强度大小EAB=k=k，B项正确；由于P点和P'点关于细杆对称，因此细杆AB在P'点产生的电场的电场强度大小为k，C项错误；根据电场叠加原理，P'点处的合电场强度EP'=k+k=k，D项正确。
12.AB　【解析】如图所示，由几何关系可以得到P、A间的距离l=R，P、A间连线与竖直方向的夹角α=30°，由库仑力的合成可以得到P点的点电荷所受的库仑力大小F库=3cos α×k，解得F库=，A项正确；设A、B、C点所在的圆周的圆心为O'，A、B、C上的三个点电荷在O处产生的电场强度大小E=3cos θ×=，方向沿MP方向，P点的点电荷在O处产生的电场强度大小E'=，所以O点处的合电场强度EO=E-E'=，方向向上，B项正确；A、B、C上的三个点电荷在M处产生的电场强度大小E'=3cos θ×=，方向向下，P点的点电荷在M处产生的电场强度大小E″=，方向向下，所以M点处的电场强度EM=E'+E″=，方向向下，C项错误；在O、M之间沿着直径由O向M方向的电场强度的方向先向上后向下，D项错误。
13.【解答】(1)对小球进行受力分析，可以判断小球带正电。
(2)对小球进行受力分析，小球受重力、支持力、电场力作用，重力和电场力的合力与支持力等值反向，如图所示，由几何知识可知
sin θ==
则θ=30°
由受力平衡条件可知tan θ=
则E==。
(3)由几何知识可知a、b间的距离r=R
小球产生的电场在b处的电场强度E'=k=，方向由a到b
则b点的电场强度是匀强电场和小球产生的电场在该点的合电场强度大小E合=|E-E'|=-。