2024版新教材高中物理课时分层作业四电场电场强度新人教版必修第三册

课时分层作业(四)电场电场强度A组基础达标练1．下面是对点电荷的电场强度公式E＝eq\f(kQ,r2)的几种不同理解，正确的是()A．当r→0时，E→∞B．当r→0时，该公式不适用C．某点的场强大小与距离r成反比D．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同2．有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A．由E＝eq\f(F,q)可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力F成正比B．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C．由E＝keq\f(Q,r2)可知，在离点电荷很近的地方，r接近于零，电场强度为无穷大D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关3．如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是()A．A点的电场强度最大B．B点的电场强度最小C．把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大D．把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致4．如图，电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为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．eq\f(F,q)，方向与F相反B．eq\f(F,2q)，方向与F相反C．eq\f(F,q)，方向与F相同D．eq\f(F,2q)，方向与F相同5．某静电场的电场线如图所示，a、b是该电场中的两点．下列说法正确的是()A.该电场可能是负点电荷产生的B．a点的电场强度大于b点的电场强度C．负电荷在a点的加速度小于其在b点的加速度D．正电荷在a点受到的电场力小于其在b点受到的电场力6．如图所示，直角三角形ABC中∠A＝37°，∠C＝90°.两负点电荷固定在A、B两点，一试探电荷在C点受到的静电力方向与AB垂直，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则A、B两点处的负点电荷在C点的电场强度大小之比为()A．3∶5B．5∶3C．4∶3D．3∶47．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距．先在a点固定一点电荷＋Q，测得b点电场强度大小为E.若再将另一等量异种点电荷－Q放在d点，则()A．b点电场强度大小为eq\f(3,4)EB．c点电场强度大小为eq\f(5,4)EC．b点电场强度方向向左D．c点电场强度方向向左8．如图所示，L1、L2分别表示Q甲、Q乙两个点电荷到P点的距离，其大小相等，E合表示两个点电荷在P点产生的合场强．下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是()A．异种电荷，Q甲＞Q乙B．异种电荷，Q甲＜Q乙C．同种电荷，Q甲＞Q乙D．同种电荷，Q甲＜Q乙9．如图所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q和－Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是()A．Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B．Fd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上C．Fd、Fe的方向水平向右，Fc＝0D．Fd、Fc、Fe的大小都相等10．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2.E2与E1之比为()A．1∶2B．2∶1C．eq\r(3)∶2D．eq\r(3)∶4B组能力提升练11．如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是()A．Ea＝eq\f(\r(3),3)EbB．Ea＝3EbC．Ea＝eq\r(3)EbD．Ea＝eq\f(1,3)Eb12．(多选)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上的三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示．下列说法正确的是()A．A点的电场强度大小为2×103N/CB．B点的电场强度大小为2×103N/CC．点电荷Q在A、B之间D．点电荷Q在O、B之间13．如图所示，三个点电荷a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，qa＝qc＝1.6×10－6C，qb＝－0.8×10－6C，每一个点电荷都可以看作处于另外两个点电荷的电场中，受到另外两个点电荷的作用力．已知三角形的边长是4cm.(1)点电荷b和c受到的电场力分别是多大？(2)点电荷b所处位置的电场强度是多大？方向如何？课时分层作业(四)电场电场强度1．解析：点电荷场强公式是根据E＝eq\f(F,q)和库仑定律的表达式F＝keq\f(Qq,r2)，推导产生的，其中F为场源电荷对试探电荷的库仑力，当r趋向于0时，F＝eq\f(kqQ,r2)不再适用，所以E＝eq\f(kQ,r2)不适用，故A错误，B正确；某点的场强大小与距离r的平方成反比，故C错误；以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强大小相等，方向不同，故D错误．答案：B2．解析：电场强度E可以根据定义式E＝eq\f(F,q)来测量，电场强度在数值上就等于每单位正电荷所受的力，但电场强度与试探电荷无关，是由电场本身决定的，故A错误；电场强度是由电场本身决定的，是电场的一种性质，与试探电荷是否存在无关，故B错误，D正确；公式E＝keq\f(Q,r2)适用于真空中的点电荷产生的电场，当r接近0时，电荷已不能看作点电荷，故C错误．答案：D3．解析：由题图可知，B处电场线最密，电场强度最大；A处电场线最疏，电场强度最小，故A、B错误．根据F＝Eq，可知把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大，故C正确．负电荷所受电场力的方向跟电场强度方向相反，所以把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向相反，故D错误．答案：C4．解析：由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F，则该点的电场强度大小为E＝eq\f(F,q)，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．故选C.答案：C5．解析：点电荷产生的电场，其电场线是直线，而不是曲线，A错误；电场线越密的位置，电场强度越大，由图可知，a点的电场强度大于b点的电场强度，B正确；根据F＝qE可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，根据牛顿第二定律，产生的加速度也越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，因此，负电荷在a点的加速度大于其在b点的加速度，C错误；根据F＝qE可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，正电荷在a点受到的电场力大于其在b点受到的电场力，D错误．答案：B6．解析：设A、B两点处的负点电荷在C点的电场强度大小分别为EA、EB，由题意可知EA和EB的矢量和垂直于AB，则有EAcos37°＝EBcos53°，解得eq\f(EA,EB)＝eq\f(3,4)，故选D.答案：D7．解析：设ab＝bc＝cd＝L，＋Q在b点产生的电场强度大小为E，方向水平向右，由点电荷的电场强度公式得E＝keq\f(Q,L2)，－Q在b点产生的电场强度大小为E1＝keq\f(Q,（2L）2)＝eq\f(1,4)E，方向水平向右，所以b点的电场强度大小为Eb＝E＋eq\f(1,4)E＝eq\f(5,4)E，方向水平向右，故A、C错误；同理可求出c点的电场强度大小为eq\f(5,4)E，方向水平向右，故B正确，D错误．答案：B8．解析：由于Q甲、Q乙两个点电荷到P点的距离相等，P点合场强方向偏向右上方，根据场强叠加原理可知，两点电荷一定为异种点电荷，且甲为正电荷，乙为负电荷，两电荷在P点产生的场强E甲>E乙，根据点电荷场强公式E＝keq\f(Q,r2)，则Q甲＞Q乙，故选A.答案：A9．解析：等量异种点电荷的电场线的分布特点如图所示．从图中可知，cde三点的场强的方向都向右，所以正点电荷受力方向都水平向右，B错误，A正确；根据电场的叠加原理知，c点的场强不等于0，则Fc≠0，C错误；从图中可以看到d点的电场线最密，场强最大，e点的电场线最疏，场强最小，故Fd、Fc、Fe的大小都不相等，D错误．答案：A10．解析：根据电场的叠加原理，两个带电量相等的异种点电荷分别置于M、N两点时，两电荷在O点产生的电场方向同向，并且大小都为E＝keq\f(q,r2)，所以O点的电场强度大小E1＝2keq\f(q,r2)；当置于N点处的点电荷移至P点时，两电荷在O点产生的电场方向夹角为120°，所以O点的场强大小变为E2＝E＝keq\f(q,r2)，故E2与E1之比为1∶2，故选A.答案：A11．解析：结合几何关系，有aO∶bO＝1∶eq\r(3)根据公式E＝keq\f(Q,r2)有eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(Ob2,Oa2)＝3即Ea＝3Eb故选B.答案：B12．解析：设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，根据题图乙信息可知，图线的斜率即为电场强度，则EA＝eq\f(F,q)＝eq\f(4×10－3,2×10－6)＝2×103N/C，EB＝eq\f(F,q)＝eq\f(2×10－3,－4×10－6)＝－500N/C.A点为正电荷，可知场强方向向右；B点为负电荷，受力向右，可知场强向左．A、B两点的电场强度方向相反，由点电荷电场的特点知，该点电荷应放在A、B之间．故选A、C.答案：AC13．解析：(1)对电荷b受力分析，b受到a和c的引力作用，根据库仑力公式得Fab＝keq\f(qaqb,r2)＝7.2N，Fcb＝keq\f(qcqb,r2)＝7.2N可知Fab＝Fcb两个力的夹角为60°，所以合力为Fb＝2Fabcos30°＝7.2eq\r(3)N≈12.5N方向为ba、bc连线夹角的平分线方向且指向三角形内侧．对电荷c受力分析，a对c为斥力，b对c为引力，根据库仑力得Fac＝keq\f(qaqc,r2)＝14.4N由牛顿第三定律得Fbc＝Fcb＝7.2N由几何关系知，合力为