人教版高中物理选修3-1第一章第三节电场强度同步练习

第三节 电场强度
考点一：对电场概念的理解
【例1】有关电场的叙述,正确的是( )
A. 静电力是一种超距力，因此电场实际不存在
B. 电荷间的作用是通过电场传递的
C. 电场看不见、摸不着，因此电场不是物质
D. 电场对放入其中的任何电荷都有力的作用
【答案】BD

考点二：对电场强度的理解
【例2】电场强度E的定义式为，则有（?）
这定义式适只用于点电荷产生的电场
B. 上式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量
C. 上式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场中的电荷的电荷量
D. 在库伦定律的表达式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小；而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小
【答案】BD

【例3】
【答案】C






考点三：电荷均分原理
【例4】如图所示,半径相同的两个金属小球A.?B带有等量异种电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F,今让第三个与A.?B完全相同的不带电的金属小球先后与A.?B两球接触后移开。这时,A、B两球之间的相互作用力的大小是( )
A.?F
B.?F
C.?F
D.?F
【答案】A
考点四：库仑力和万有引力的区别
【例5】如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是（ ）
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ，
，
，
D.，
【答案】D
考点五：试探电荷受力
【例6】如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为+Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上。圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O的距离为R，在A点放一检验电荷+q，则+q在A点所受的电场力为（ ）
A.，方向向上
B.，方向向上
C.，方向水平向左
D.不能确定
【答案】B
考点六：静电力的叠加
【例7】中子内有一个电荷量为+e的上夸克和两个电荷量为-e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示。在下列给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是（ ）



【答案】B
考点七：用“对称法”处理库仑力的叠加
【例8】如图所示，abcde是半径为r的圆内接正五边形，在其顶点a、b、c、d处各固定有电荷量为+Q的点电荷，在e处固定有电荷量为-3Q的点电荷，则放置在圆心O处的点电荷-q所受到的静电力的大小为?????，方向为?????。

【解析】将-3Q看成是Q+(-4Q)
【答案】 沿从e指向O点的方向
考点八：三个自由电荷的平衡问题
【例9】a、b两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为q1和q2,且q1=9q2，都是正电荷；现引入点电荷c，这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态。试问：点电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?
【答案】点电荷c应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡。
由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c在a、b之间才有可能都平衡。
设c与a相距x,则c、b相距(0.4?x),如点电荷c的电荷量为q3，根据二力平衡原理可列平衡方程：
a平衡：
b平衡：
c平衡：
显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的x=30cm
所以c在a、b连线上，与a相距30cm，与b相距10cm.
q3=q2=q1,即q1:q2:q3=1::
因为q1、q2为正电荷,故q3为负电荷。

考点九：库仑力的非平衡问题
【例10】如图所示,质量均为m的三个带点小球A. B.?C放置在光滑绝缘的水平直槽上,A与B间和B与C间的距离均为L,A球带电量为,B球带电量为.若小球C上加一个水平向右的恒力F，恰好使A. B.?C三个小球保持相对静止，求：
(1)外力F的大小；
(2)C球的带电量QC；
(3)历时t，恒力F对系统共做了多少功。
【答案】(1)外力F的大小为；
(2)C球的带电量是?16q；
(3)历时t,恒力F对系统共做了的功。



【巩固训练】
1、真空中两个同性的点电荷、,它们相距较近,保持静止。释放且只在的库仑力作用下运动,则q2在运动过程中受到的库仑力( )
A. 不断减小
B. 不断增加
C. 始终保持不变
D. 先增大后减小
【答案】A
2、关于点电荷的说法，正确的是（?）
A. 只有体积很小的电荷，才能作为点电荷
B. 体积很大的电荷，一定不能作为点电荷
C. 点电荷一定是带电量很小的电荷
D. 两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
【答案】D
3、下图所示的三个点电荷、、固定在一条直线上，与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零.由此可以判定，三个电荷量之比∶∶为（? ）
A.（-9）∶4∶（-36）???????????????B.9∶4∶36
C.（-3）∶2∶（-6）??????????????? D.3∶2∶6
【答案】A
4、设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1000km的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘（　　）
A. 向星球下落 B. 仍在原处悬浮
C. 推向太空 D. 无法判断
【答案】B






5、如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q（q＞0）。将另一个带电荷量也为q的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形ABC的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于（ ）

?

C.
D.

【答案】B
6、如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g，求：
(1)A球刚释放时的加速度是多大；
(2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离。

【答案】
(1)A球刚释放时的加速度是；
(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离.






【拓展提高】
1、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=kq1q2r2，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（）
A. B.
C. D.
【答案】B
2、A、B、C三点在同一直线上，，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的静电力为F，移去A处电荷，在C处放一电荷量为?2q的点电荷，其所受静电力为（ ? ）
A.? B.?
C.? D.?
【答案】B
3、三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为方向不变.由此可知( )
A.n＝3
B.n＝4
C.n＝5
D.n＝6
【答案】D
4、如图所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为TA、TB;如果使A带正电,B带负电,上、下丝线受力分别为TA′、TB′则( )

A.?TB>TB′ B.?TBC.?TA=TA′ D.?TA【答案】A、D
5、如图，质量分别为和的两小球带有同种电荷，电荷量分别为和，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2).两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为和，最大动能分别为和.则（?）

A.?一定小于
B.?一定大于
C.?一定大于
D.?一定大于
【答案】ACD
如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电荷，电荷量均为q。现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r不变，求：?
(1)C球的电性和电荷量；?
(2)水平力F的大小。

【答案】