9.3电场 电场强度 练习题—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

9.3电场
电场强度
练习题
一、单选题
1．电场强度单位的是（　　）
A．J
B．N/C
C．m/s
D．V
2．如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥MN。则O、M、N、P四点中电场强度最大的是（　　）
A．O点
B．M点
C．N点
D．P点
3．在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．物理学中用到大量的科学方法建立概念，如理想模型、等效替代、比值定义法等等，下列选项用到“等效替代”方法的是（
）
A．质点
B．电场强度
C．合力与分力
D．速度
5．如图所示，a、b为电场中同一水平电场线上的两点，电场强度分别为、，则（　　）
A．，方向相反
B．，方向相同
C．，方向相反
D．，方向相同
6．下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（　　）
A．电场力一直做正功
B．电场力先做正功再做负功
C．电场力一直做负功
D．电场力先做负功再做正功
8．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，则（　　）
A．因为B点没有电场线，所以电荷在B点不受到静电力作用
B．同一点电荷在A点受到的静电力比在B点时受到的静电力大
C．把一个负电荷放在A点，静电力方向沿A点电场线切线方向斜向下
D．正电荷放在A点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹
9．图真空中四点共线且等距。先在点固定一带正电的点电荷，测得点场强大小为；再将另一点电荷放在点，测得点场强大小为。则点放入电荷后，点的场强大小可能是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点.图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由图可知（　　）
A．粒子带负电
B．从A运动到B，粒子电势能减小
C．从A运动到B，粒子动能减小
D．从A运动到B，粒子速度增大而加速度减小
11．等量异种点电荷a、b周围的电场线如图所示，c、d是某电场线上左右对称的两点，下列说法正确的是（　　）
A．a是正点电荷、b是负点电荷
B．c、d两点电场强度大小相同
C．c、d两点电场方向相同
D．从c点静止释放一个正电荷，电荷就会沿着电场线到达d点
12．如图所示，带正电的小球A和带负电的小球B可看成质点和点电荷，被轻绳1和2系住后通过电荷间的相互作用恰好能静止为如图所示的状态，1绳与竖直方向成，2绳水平。则（　　）
A．B对A的库仑力可能与绳2的拉力相等
B．A与B间的库仑力可能小于绳2的张力
C．A与B的总重力与绳2的拉力之比为
D．绳1与绳2的拉力之比为
13．如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则B点的电场强度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
14．如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为(
)
A．1：2
B．2：1
C．
D．
二、多选题
15．用两根等长的轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球a、b悬挂起来，如图甲所示，小球a、b质量分别为、，带电量大小分别为、。如果在该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧，最后达到的平衡状态如图乙所示，则关于两球质量大小及带电量多少（两球之间的作用力不考虑），下列组合符合要求的有（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
三、填空题
16．电荷量为的点电荷置于电场中的P点，所受的电场力大小为，方向向右，则P点的电场强度大小_________，方向_______
（填“向右”或“向左”）．若把P点的电荷换成电荷量为的点电荷，则P点的电场强度大小_________，方向_______
（填“向右”或“向左”）．若移走P点的电荷，则P点的电场强度大小为_____
17．在场强为E的匀强电场中，放一个电量为Q的点电荷，并以它为圆心在平行于电场线的平面内做一个圆．过圆心的电场线和圆交于A．B两点，A．B的垂直平分线交圆于C．D，如右图所示．A点的电场强度是零．电荷带_____电，圆的半径R＝_____，B点的合场强大小是_____，C点的合场强大小是_____．
四、解答题
18．如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为。现加水平向左的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为，求：
（1）小球带正电还是带负电；
（2）匀强电场的电场强度E的大小；
（3）减小电场强度且小球再次达到平衡时，轻绳与竖直方向的夹角变大还是变小。
19．如图所示，匀强电场的场强方向水平向右，一带电荷量为q，质量为m的金属小球A（可视为质点），用长为L的绝緣细线固定在O点，小球最终静止时，悬线向右偏离竖直位置，与竖直方向呈60°。固定小球A的位置，用另一个带电量不同的相同金属小球B接触A，静电平衡后移走B，再释放A，经过足够长时间后A再次静止，并且从释放到静止期间A电量保持不变，此时悬线方向与竖直方向呈30°仍向右偏。求（重力加速度为g）；
(1)电场强度E的大小；
(2)金属小球B的带电量Q；
(3)求从释放A到A再次静止，空气阻力所做的功Wf。
20．如图所示，一带电小球质量为，用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为。求；
(1)小球带何种电荷？小球所带的电荷量是多少；
(2)若把悬线烧断，则小球将做什么运动？经过时间后小球的位移是多少？
参考答案
1．B
【详解】
A．功的国际单位是焦耳，焦耳的符号是J，A错误；
B．电场强度的国际单位是牛顿每库仑，符号是N/C，或伏特每米，符号是V/M，B正确；
C．速度的国际单位是米每秒，符号是m/s，C错误；
D．电压，电势差的单位是伏特，符号是V，D错误；
故选B。
2．A
【详解】
电场强度的大小与电场线的疏密有关，电场线越密的地方，电场强度越大，由图可知O点处的电场线最密，则O点电场强度最大。
故选A。
3．D
【详解】
AB．A图和B图中的ab两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同。故AB错误；
C．C图中的ab两点，b点的电场线比较密，所以b点的场强大。故C错误；
D．D图中的两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故D正确；
故选D。
【点睛】
4．C
【详解】
A．质点是抽象来表示物体的理想化模型，故A不符合题意；
B．电场强度是利用比值法定义的，故B不符合题意；
C．合力与分力是采用等效替代的方法，故C符合题意；
D．速度是采用比值定义法，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
因a点的电场线较b点密集，可知a点的电场强度较b点大，即，两点的电场强度方向均水平向右，即方向相同。
故选D。
6．D
【详解】
A．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，所以A错误；
B．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，所以B错误；
C．a、b两点电场强度方向相同，大小不相等，所以C错误；
D．该电场为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，所以D正确；
故选D。
7．B
【详解】
设AC=CD=DB=L，+Q在C点产生的电场强度大小，方向向右，+2Q在C点产生的电场强度大小，方向向左，所以C点实际场强方向向右，+Q在D点产生的电场强度大小，方向向右，+2Q在D点产生的电场强度大小，方向向左，所以D点实际场强方向向左，所以从C点沿直线移到D点，场强方向先向右后向左，所以正电荷受电场力的方向也是先向右后向左，所以电场力先做正功再做负功，故B正确。
故选B。
8．B
【详解】
A．电场线是为了描述电场而假想的曲线，B点有电场线，只是没有画出来，电荷在B点受到电场力作用，故A错误；
B．因为A点的电场线比B点的电场线密，则A点的场强比B点的场强大，同一点电荷在A点受到的静电力比在B点时受到的静电力大，故B正确。
C．把一个负电荷放在A点，静电力方向沿A点电场线切线方向斜向上，故C错误；
D．正电荷放在A点由静止释放，电场线不是它的运动轨迹，故D错误。
故选B。
【点睛】
电场线越密，场强越大。
9．A
【详解】
设a、b、c、d四个点间距均为r。由题意可知Q在b点产生电场的场强大小为
Q在c点产生电场的场强大小为
①若q带负电，则q在c点产生电场的场强大小为
q在b点产生电场的场强大小为
则此时b点的场强大小为
②若q带正电，则q在c点产生电场的场强大小为
q在b点产生电场的场强大小为
则此时b点的场强大小为
综上所述可知A正确。
故选A。
10．B
【详解】
A．由曲线运动所受的力指向曲线的凹侧，可知电场力的方向和电场方向相同，故粒子带正点，故A错误；
B．从A运动到B，电场力和运动方向相同，电场力做正功，则电势能减小，故B正确；
C．有题可知，粒子仅受电场力，电场力做正功，故动能增大，故C错误，
D．有电场线的密集程度可知A点的电场强度小于B点的电场强度，故加速度是在增大，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．电场线从正电荷出发，终止与负电荷，则b是正点电荷、a是负点电荷，A错误；
BC．c、d是某电场线上左右对称的两点，电场强度大小相等，方向不同，则c、d两点电场方向也不相同，
C错误B正确；
D．由于图中的电场线是曲线，若在c点由静止释放一个正电荷，电荷不会沿着电场线到达d点，原因是曲线运动的速度方向和合力方向位于轨迹的两侧，而电场力的方向沿电场线方向，D错误。
故选B。
12．C
【详解】
B．选取B为研究对象，受力分析如图l所示，受3个力：重力，A对B的库仑力，2绳拉力；根据平衡条件，这3个力合力为0，则与的合力应与大小相等，方向相反。由图1可知，根据直角三角形知识，一定大于，所以B错误；
A．由牛顿第三定律，B对A的库仑力一定大于绳2的拉力，所以A错误；
C．再选取A与B整体为研究对象，受力分析如图2所示，受3个力；整体重力，1绳拉力，2绳拉力；根据平衡条件，这3个力合力为0，则与的合力应与大小相等，方向相反。由图2可知
得
所以C正确；
D．绳1与绳2的拉力之比为
绳1与绳2的拉力之比应为2：1，所以D错误；
故选C。
13．A
【详解】
由于A点处的合场强为零，所以带点薄板在A处产生的场强与点电荷在A处产生的场强大小相等均为，方向相反，由带点薄板产生场强的特点可知，薄板在B点产生的场强大小等于，方向与q在B点产生的方向相同。因此B点的电场强度大小为
故BCD错误，A正确。
故选A。
14．B
【详解】
试题分析：由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对
15．BCD
【分析】
本题考查电场力和共点力平衡的知识。求解过程中要能灵活的应用整体法和隔离法，正确的选取对象并对其进行受力分析求解。
【详解】
设上端绳子拉力为T1，下端绳子拉力为T2，场强大小为E，乙图中上端绳子与竖直方向夹角为θ，下端绳子与竖直方向夹角为α。
对a、b整体受力分析，如图所示
利用平行四边形定则，可得
对b受力分析，如图所示
利用平行四边形定则，可得
因为两根绳子等长，由数学知识可知
联立以上三式得
代数分析可知，BCD均符合题意，A不符合题意。
故选BCD。
16．
向左
向左
【解析】
【详解】
[1][2]P点的电场强度大小为，方向与点电荷所受电场力方向相反，水平向左．
[3][4]电场强度是描述电场本身性质的物理量与试探电荷无关；所以若把P点的电荷换成电荷量为+2.0×10-12C的点电荷，则P点的电场强度大小仍为4.0×105N/C，方向水平向左；
[5]移去P点的电荷，则P点的电场强度大小仍为4.0×105N/C．
17．负
2E
【详解】
根据题意可知，A点的电场强度为零，则点电荷产生的场强在A点的方向向左，大小等于E；点电荷的带负电；由点电荷的电场强度的定义式
解得
因此ABCD四个点的场强实际上是匀强电场与点电荷的会聚状的电场的叠加，对于B点两个电场在此处叠加，它们的场强大小相等，方向相同，故B的合电场强度大小为2E，对于C点两个电场在此处叠加，它们的场强大小相等，方向相互垂直，故C的合电场强度大小为
18．（1）正电；（2）；（3）变小
【详解】
（1）因为小球静止，小球所受电场力水平向左，因为电场强度水平向左，故小球带正。
（2）根据平衡
解得
（3）轻绳与竖直方向的夹角为
，静止时
则
因为电场强度变小，电场力变小，则轻绳与竖直方向的夹角变小
19．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)开始时A球平衡，则
解得
(2)A球再次平衡时
解得
因
解得
(3)从释放A到A再次静止，由动能定理
解得
20．(1)带正电，；(2)小球做匀加速直线运动，位移是
【详解】
(1)小球受重力、拉力和电场力处于平衡，受力示意图如图所示
电场力的方向水平向右，与场强方向相同，故小球带正电。
由平衡条件得
得
(2)如果将细线烧断，小球沿合力方向做匀加速直线运动，即小球沿原悬线方向（与竖直方向成）斜向下作匀加速运动，烧断细绳后小球所受合外力为
根据牛顿第二定律
小球经过时间后的位移是