9.3电场 电场强度——2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册第九章 静电场及其应用第3节 电场 电场强度
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、选择题（共14题）
1、 在电场中的某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力向左，下列说法正确的是（　　）
A．只有在该点放入电荷时，该点才有电场
B．该点的电场方向一定向右
C．电场强度的方向与电场力的方向相同
D．电场强度方向与所放入的电荷电性有关
2、 由电场强度的定义式E=可知，在电场中的同一点（　　）
A．电场强度E与F成正比，跟q成反比
B．无论试探电荷所带电量如何变化，始终不变
C．电场中某点的场强为零，在该点的电荷受到的静电力可能不为零
D．一个不带电的小球在P点受到的静电力为零，则P点场强一定为零
3、 关于电场力和电场强度，以下说法中不正确的是（　　）
A．一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则该处场强大
B．在电场某点如果没有试探电荷，则电场力为零，电场强度也为零
C．电场中某点场强为零，则试探电荷在该点受到的电场力为零
D．一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同
4、 一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，该点的电场强度为E，下图中能正确反映q、E、F三者关系的是
5、 如图所示各图中，A、B两点电场强度相同的是( )
??
????? A?????? B????? C?????? D
6、 如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点，其中O为圆心，D在圆上，半径OC垂直于OB．A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，使得圆周上各点电势相等．有一个质量为m，电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动，在C点受的电场力指向圆心，根据题干和图示信息可知（ ）
A．固定在B点的电荷带正电
B．固定在B点的电荷电荷量为Q
C．小球在滑槽内做匀速圆周运动
D．C、D两点的电场强度大小相等
7、 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）
A．B、C两点场强大小和方向都相同
B．A、D两点场强大小相等，方向相反
C．E、O、F三点比较，O点场强最弱
D．B、O、C三点比较，O点场强最强
8、 如图所示，M、N是静电场中的两点．下列说法正确的是
A．该电场是匀强电场
B．同一试探电荷在M、N两点受到的静电力大小相等
C．M点的电场强度比N点的弱
D．M点的电场强度比N点的强
9、 如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上．已知a、b带电量均为+q，c带电量为-q，则
A．ab连线中点场强为零
B．三角形中心处场强为零
C．a所受库仑力方向垂直于ab连线
D．a、b、c所受库仑力大小之比为1:1:
10、 下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是
A．???????B． C．?????? D．
11、 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图．M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A．，沿y轴正向?????????? B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向?????????? D．，沿y轴负向
12、 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（ ）
A．????????????? B．
C．???????????????? D．
13、 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,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M,N两点,.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为(?? )
A．???????????? B．
C．???????????? D．
14、 如图，在 位置放置电荷量为 的正点电荷，在 位置放置电荷量为 的负点电荷，在距 为 的某点处放置正点电荷 Q ，使得 点的电场强度为零。则 Q 的位置及电荷量分别为（　　）
A ． ，
B ． ，
C ． ，
D ． ，
二、填空题（共5题）
1、 将电量为q的点电荷放在电量为Q的点电荷的电场中的P点，q所受静电力的大小为F，则P点的场强大小为　　；若将点电荷q从P点取走，Q的位置不变化，则q取走后P点的场强大小为　　．
2、 在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为+2q和﹣q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于O点而处于平衡状态．如图所示，重力加速度为g，细线对悬点O的作用力等于　? 　．
?
3、 有一水平向右的匀强电场E=9.0×103N/C，在竖直平面内半径为0.1m的圆周上取上下左右四点A、B、C、D，在圆心O处放置带正电的点电荷Q=1.0×10-8C，则C处的场强大小为???? N/C；B处的场强大小为???? N/C.（k＝9×109N?m2/C2）
4、 长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷，则金属杆中点处的场强为???? ，金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为??????????? ，方向向???? ．
????????????????????????
???????????????????????????????????
5、 在点电荷Q产生的电场中有a，b两点，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则b点的场强大小为_____________。
三、计算题（共3题）
1、 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为1×10﹣2kg，所带电荷量为+2×10﹣8C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线间的夹角为300．
（1）求这个匀强电场的电场强度大小
（2）若所带电荷量为﹣2×10﹣8C，电场强度大小及方向．
2、 如图所示，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷量为+Q的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O的轴线上有A、B、C三个点，C和O、O和A间的距离均为d，AB间距离为2d。在B点处有一电荷量为+q的固定点电荷。已知A点处的场强为零，k为静电力常量，求：
(1)带电圆环在O点处的场强大小。
(2)C点处场强。
3、 在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电．求：
（1）B点的电场强度的大小和方向．
（2）试判断点电荷Q的电性，并说明理由．
（3）点电荷Q的位置坐标．
============参考答案============
一、选择题
1、 B
【解析】
AB.场强由场源电荷决定，与试探电荷无关，不放试探电荷，电场同样存在．故A错误．放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右．故B正确；
C.电场强度的方向与正电荷所受的电场力方向相同，与负电荷所受的电场力方向相反．故C错误；
D.无论放电荷，还是不放电荷，无论是正电荷，还是负电荷，电场强度方向不变．故D错误．
故选B．
【点睛】
本题考查对物理概念的理解能力．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，与试探电荷是否存在无关．在电场中某场强的方向是唯一确定的．
2、 解：
A、电场强度的定义式E=，采用比值法定义，E反映电场本身的性质，E与F、q无关，故A错误．
B、在电场中的同一点，电场强度一定，则始终不变，故B正确．
C、电场中某点的场强为零，由F=qE可知，在该点的电荷受到的静电力一定为零，故C错误．
D、电场对放入电场中的电荷一定有电场力作用，对不带电的小球没有电场力，所以一个不带电的小球在P点受到的静电力为零，P点场强可能为零，也可能不为零，故D错误．
故选：B．
3、 B
4、 D
5、 C
6、 BC
【详解】
A．由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．
A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电，故A错误；
B．由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°，AB=AC=L；
BC=2ABcos30°=
由力的合成可得
即
故B正确；
C．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故C正确；
D．由库仑定律及场强的叠加知，D点的电场强度大于C点，故D错误．
故选BC．
7、 A
【详解】
A．由等异种点电荷的电场线分布规律可知，B、C两点场强大小相等，方向都水平向右，故A正确；
B．由等异种点电荷的电场线分布规律可知，A、D两点场强大小相等，方向相同，故B错误；
C．由等异种点电荷的电场线分布规律可知，E、O、F三点比较，O点场强最强，故C错误；
D．由等异种点电荷的电场线分布规律可知，B、O、C三点比较，O点场强最弱，故D错误。
故选A。
8、 D
【解析】
A、由图和结合匀强电场的特点可知，该电场一定不是匀强电场，故选项A错误；
BCD、由图和电场线的疏密表示电场的强弱可知，处电场线密，处电场线疏，则处电场强度大于处电场强度，根据可知同一试探电荷在点受到的静电力大小大于N点的电场力，故选项D正确，B、C错误．
9、 D
10、 B
11、 B
12、 B
13、 A
【详解】
若将带电量为2q的球面放在O处，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。则在M、N点所产生的电场为
由题知当半球面如图所示M点的场强大小为为E，则N点的场强为
A．,与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
14、 B
【详解】
根据点电荷场强公式
两点量异种点电荷在 P 点的场强大小为
，方向如图所示
两点量异种点电荷在 P 点的合场强为
，方向与 + q 点电荷与 - q 点电荷的连线平行如图所示
Q 点电荷在 p 点的场强大小为
三点电荷的合场强为 0 ，则 方向如图所示，大小有
解得
由几何关系可知 Q 的坐标为（ 0 ， 2 a ）
故选 B 。
二、填空题
1、 ，．
2、 2mg+qE
?
3、 ?1.8×104N/C??? 9000 N/C
4、 ；水平向左．
5、 3E
三、计算题
1、 答案：（1）这个匀强电场的电场强度大小×106V/m；
（2）电场强度大小×106V/m及方向水平向右．
2、答案： (1)0　(2) ，方向沿OC向外
3、 答案：（1）B点的电场强度的大小为EB=2.5N/C，方向指向x负方向．
（2）点电荷带负电．
（3）点电荷Q的位置坐标为（2.6m，0）．