人教版物理选修3-1 同步练习：第1章 第3节 电场强度

第3节　电场强度
对电场、电场强度的理解
1.关于电场,下列说法中正确的是(　A　)
A.电场是电荷周围空间实际存在的物质
B.电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型
C.电荷周围分布的电场线就是电场
D.电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的
解析:电场是电荷周围空间实际存在的物质,不是引入的理想模型,电场线是人们为了形象描述电场而假想的,并非客观存在的,电荷间的相互作用是通过电场产生的,选项A正确,B,C,D错误.
2.(2016湛江一中第一次考试)在同一电场中的A,B,C三点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的场强大小EA,EB,EC的关系是(　C　)
A.EA>EB>EC
B.EB>EA>EC
C.EC>EA>EB
D.EA>EC>EB
解析:根据F=Eq可知,Fq图线的斜率等于电场强度,由图线可知C的斜率最大,B的斜率最小,此三点的场强大小EA,EB,EC的关系是EC>EA>EB,故选项C正确.
电场线
3.下列各图中,正确描绘两个等量正点电荷电场的电场线分布的是(　D　)
解析:对于正点电荷周围的电场,电场线应从正电荷出发,故选项A,C错误;在电场中电场线不相交(因为在电场中任意一点的电场方向是唯一的),故选项B错误;因此选项D正确.
4.关于电场线的以下说法中正确的是(　C　)
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电场强度越来越小
C.电场线越密的地方同一试探电荷所受的静电力就越大
D.顺着电场线移动电荷,电荷受静电力大小一定不变
解析:电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同,故选项A错误;沿电场线方向,其疏密变化情况未知,所以电场强度大小不能判定,电荷的受力情况也不能判定,故选项B,D错误;电场线越密的地方同一试探电荷所受的静电力就越大,故选项C正确.
5.(多选)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A,B两点,用EA,EB表示A,B两处的场强,则(　AD　)
A.A,B两处的场强方向相同
B.因为A,B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A,B附近电场线的分布情况,EA,EB的大小不能确定
解析:电场线的切线方向即场强方向,所以选项A正确;电场线的疏密程度表示场强大小,在只有一条电场线的情况下不能判断场强大小,所以选项B,C错误,D正确.
点电荷的电场　电场强度的叠加
6.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是(　A　)
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
解析:正点电荷的电场线是向外辐射的,电场线密的地方电场强度大,所以选项A正确.
7.(2016甘肃省会宁县一中期中)如图,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P,Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则(　C　)
A.q1=2q2
B.q1=-2q2
C.q1=4q2
D.q1=-4q2
解析:因为在P,Q连线上某点R处的电场强度为零,则两电荷为同种电荷,则由点电荷的场强公式可知k=k,解得q1=4q2,故选项C正确.
8.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900
N/C,在电场内一水平面上作半径为10
cm的圆心为O的圆,圆上取A,B两点,AO沿电场方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9
C的正点电荷,则A处场强大小EA=　　　　N/C,B处场强大小EB=　　　　N/C.
解析:由E=k,得点电荷在A处产生的场强EA′=900
N/C,方向向左,所以A处合场强为零.点电荷在B处产生的场强EB=900
N/C,方向向下,所以B处合场强为1.27×103
N/C.
答案:0　1.27×103
9.如图,带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为　　　　,方向　　　　.(静电力常量为k)
解析:q在a点形成的电场强度的大小为E1=
,方向水平向左;因a点场强为零,故薄板在a点的场强方向水平向右,大小也为,由对称性可知,薄板在b点的场强也为,方向水平向左.
答案:　水平向左
10.(2016惠州市一中月考)两个带电荷量分别为+q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上电场强度大小E与x关系的是(　A　)
解析:由等量异种点电荷的电场强度的关系可知,在两电荷连线中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小,故选项A正确.
11.(2016四川德阳高二期末)如图所示,在电场强度大小为E,方向竖直向下的匀强电场中,质量为m,带电荷量为+q的小球B,用长为L的绝缘细线悬挂于O点.在O点正下方放一正点电荷A.小球B平衡时细线与竖直方向夹角为α.此时A,B处于同一水平线(静电力常量为k,重力加速度为g).求:
(1)点电荷A所带电荷量为多少;
(2)若移走点电荷A,B球运动到最低点的速度大小.
解析:
(1)以带电小球B为研究对象,B球受力分析如图所示.
Tcos
α=F电+mg
Tsin
α=
F电=qE
解得Q=.
(2)撤掉A后,有
(mg+qE)(L-Lcos
α)=mv2
v=.
答案:见解析
(教师备用)
【补偿题组】
1.(针对第7题)如图所示,A,B,C,D,E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处(　C　)
A场强大小为　方向沿OA方向
B.场强大小为　方向沿AO方向
C.场强大小为　方向沿OA方向
D.场强大小为　方向沿AO方向
解析:根据对称性,先假定在A点放上+q的点电荷,则O点的场强为零,即B,C,D,E四个点电荷在O点的场强沿OA方向,大小为,故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B,C,D,E四个+q在O点产生的合场强的矢量和,即E0=,故C正确.
2.(针对第8题)(2016济南一中期中)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a,b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a,b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为(　B　)
A.
B.
C.
D.
解析:对c进行受力分析可知,根据库仑定律,c受a的吸引力大小为F1=,c受b的吸引力大小为F2=,则F1=F2,a,b对c的吸引力的合力等于F=,而c受力平衡,因此c受到匀强电场的静电力大小也为,因此匀强电场的场强大小为,B正确,A,C,D错误.
3.(针对第9题)(2016荆州中学月考)如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a,b,d三个点,a和b,b和c,c和d间的距离均为R,在a点处固定一电荷量为q(q>0)的点电荷.一同学将一检测电荷沿直线在ac间移动时发现只在b点不需加力.不计重力,已知静电力常量为k.求d点处场强的大小.
解析:电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=k,而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷
与在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷在b点处的场强为零,则圆盘在此处产生电场强度也为E=k.那么圆盘在点d处产生电场强度大小仍为E=k.而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为E′=k,由于都在d处产生电场强度方向相同,即为两者大小相加.所以两者在d处产生电场强度为k.
答案:k