电场 电场强度 热点题型-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第第页第九章第3节电场电场强度热点题型一．电场1．19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷周围存在电场，电荷之间通过电场传递相互作用力。如图所示，对于电荷A和电荷B之间的电场，下列说法正确的是（）A．电荷B受电场力的作用，自身却不产生电场 B．撤去电荷B，电荷A激发的电场就不存在了 C．撤去电荷A，电荷B激发的电场仍然存在 D．电场线和电场都是法拉第假想的，实际上并不存在2．（2023春•巴彦淖尔期末）下列关于静电场的说法正确的是（）A．电子就是元电荷 B．点电荷类似于质点，是一种理想化模型 C．丝绸摩擦玻璃棒后玻璃棒带正电，说明电荷可以凭空创生 D．若在电场中某点不放试探电荷，则该点的电场强度一定为0二．电场强度与电场力3．（2024•新课标）如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（）A．两绳中的张力大小一定相等 B．P的质量一定大于Q的质量 C．P的电荷量一定小于Q的电荷量 D．P的电荷量一定大于Q的电荷量4．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c、d、e点，它所受的电场力分别为Fc、Fd、Fe，则这三个力的大小关系为（）A．Fd＞Fc＞Fe B．Fd＞Fc＝Fe C．Fc＞Fd＞Fe D．Fe＞Fc＞Fd三．点电荷的电场5．真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（）A．点电荷Q是负电荷 B．点电荷Q的位置坐标为0.30mm C．B点的电场强度的大小为0.25N/C D．A点的电场强度的方向沿x轴负方向6．如图所示，圆心位于O点、半径为R的绝缘细圆环由三段长度相同的圆弧AB、BC和CA组成，环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。现取走圆弧AB，余下圆弧上剩余的电荷分布不变，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A．O点的电场强度方向从C指向O B．O点的电场强度方向从O指向C C．O点的电场强度大小为 D．O点的电场强度大小为7．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。图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则带电薄板产生的电场在图中A点的电场强度大小为（）A．k B．k C．k D．k8．如图所示，AB两点相距3r，P、M两点把AB连线三等分，在B点固定一点电荷+q，A点固定另一点电荷，已知M点电场强度为0，静电力常量为k，取无穷远处电势为零，则（）A．A点的电荷带负电 B．A点的电荷所带电荷量为q C．P点电势为0 D．撤去B处的点电荷，M点的电场强度大小为k9．如图所示，真空中有四个点电荷分别固定在A、B、C、D四点，O为AB的中点，若O点的电场强度为零，已知A、C两点放置的点电荷均为+Q，则B、D两个点电荷的电荷量分别为（）， B．， C．， D．，四．电场的叠加10．如图所示，将表面均匀带正电的半球壳，沿线轴分成厚度相等的两部分，然后将这两部分移开到很远的距离，设分开后球表面仍均匀带电，左半部分在A1点的场强大小为E1，右半部分在A2点的场强大小为E2，则有（）A．E1＝E2 B．E1＞E2 C．E1＜E2 D．大小无法确定11．如图所示，四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abcd的四个顶点上，用一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置，球壳半径远小于ab边长。M、N分别为ab和bc的中点，则下列说法正确的是（）A．O点处的电场强度方向沿Od方向 B．M点处的电场强度大小为0 C．N点处的电场强度方向沿ON方向 D．若将金属球壳接地，O点处的电场强度不变12．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AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知N点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则M点的电场强度大小为（）A． B． C． D．13．水平面上有一块半径为R均匀带正电的圆形薄平板，单位面积带电量为σ，以圆盘圆心为原点，以向上为正方向，垂直圆盘建立x轴，轴上任意一点P（坐标为x）的电场强度为：，现将一电量大小为q、质量为m的负点电荷在x＝d（d＞0）处静止释放。若d≪R，不计点电荷重力，则点电荷碰到圆盘前瞬间的速度大小最接近（）A． B．2 C． D．214．如图所示，水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b、c、d，竖直线MN为该正方形的中轴线，交正方形所在平面于O点，两个所带电荷量大小相等的小球甲、乙恰好静止在MN轴上距O点相同距离的位置。下列说法正确的是（）A．甲、乙可能为同种电性 B．甲、乙之间的静电力一定是排斥力 C．甲、乙质量一定不同 D．点电荷a、b、c、d在甲、乙位置处产生的场强相同五．电场线15．如图所示，在正点电荷Q产生的电场中，关于A、B两点电场强度的大小，下列说法中正确的是（）A．EA＞EB B．EA＝EB C．EA＜EB D．无法判断16．如图所示，实线为某一静止点电荷产生的电场中的三条电场线，虚线为另一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则下列说法正确的是（）A．场源电荷一定带负电 B．运动的带电粒子一定带正电 C．带电粒子在c点的速度一定大于在a点的速度 D．带电粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度六．匀强电场17．如图所示，在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点，在水平面上的A点放另一个质点，两个质点的质量均为m，带电量均为+Q．C为AB直线上的另一点（O、A、B、C位于同一竖直平面上），AO间的距离为L，AB和BC间的距离均为，在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止。试问：（1）该匀强电场的场强多大？其方向如何？（2）给A处的质点一个指向C点的初速度，该质点到达B点时所受的电场力多大？（3）若初速度大小为v0，质点到达C点时的加速度和速度分别多大？第3节电场电场强度参考答案1．解：ABC．电荷A产生电场，电荷B受到电荷A的作用力实际上是受到电荷A产生电场的作用力，若将电荷B撤去，A自身也激发电场，电荷A产生电场仍然存在；同样电荷B也产生电场，电荷A受到电荷B的作用力实际上是受到电荷B产生电场的作用力，若将电荷A撤去，电荷B产生电场仍然存在，故A、B错误，C正确；D．电场是真实存在的，为了形象的描述电场，法拉第引入了电场线，电场线为假想曲线，故D错误。故选：C。2．解：A、元电荷是带电量的最小值，并不是带电粒子，一个电子的带电量等于元电荷，故A错误；B、点电荷是忽略带电体的形状与大小，将带电体可看带有电荷量的点。点电荷类似于质点，是一种理想化模型，故B正确；C、丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电，说明玻璃棒束缚电子的能力弱，它的电子转移到丝绸上，电荷不会凭空创生，故C错误；D、电场强度由电场本身决定，跟放不放试探电荷没有关系，该点的电场强度不为零，故D错误。故选：B。3．解：AB、设P、Q之间相互作用的库仑力大小为F，对P、Q受力分析如下图所示：由题可知P、Q处于同一水平面内，根据平衡条件得：对P在水平方向上有：TPsinθ＝F+qPE对P在竖直方向上有：TPcosθ＝mPg同理，对Q在水平与竖直方向上分别有：TQsinθ＝F﹣qQETQcosθ＝mQg对比可得：TP＞TQ，mP＞mQ，故A错误，B正确；CD、P、Q之间相互作用的库仑力总是等大反向，其大小为F＝，故无法判断两者的电荷量的大小关系，故CD错误。故选：B。4．解：等量异号电荷的电场的分布特点如图：从图中可知看到d点的电场线最密，e点的电场线最疏，则d点场强最大，e点场强最小，根据F＝qE，可知Fd＞Fc＞Fe，故A正确，BCD错误。故选：A。5．解：A、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，而正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反；若点电荷在A的左侧或在B的右侧，正负电荷所受电场力方向不可能相同，所以点电荷Q应位于A、B两点之间，根据正负电荷所受电场力的方向，知该点电荷带负电，故A正确；B、由图可知，A点的电场强度EA＝＝N/C＝4×105N/C，故A正确；设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场E＝可知＝＝＝解得：x＝0.3m，故B错误。C、由图可知，B点的电场强度EB＝＝N/C＝2.5×104N/C，故C错误；D、在A点放一个带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故D错误；故选：A。6．解：AB、电荷在细圆环上均匀分布，设很小的一段小圆弧对应的圆心角为θ，则小圆弧上所带电荷量为小圆弧在O点产生的电场强度大小为方向由圆弧指向O点，该小圆弧与它关于O点对称的小圆弧的电场强度矢量和为0，根据对称性，可知O点的电场强度方向从C指向O，故A正确，B错误；CD、现取走圆弧AB，余下圆弧上剩余的电荷分布不变，O点的电场强度大小与弧AB产生的场强大小相等、方向相反，若带电量为的点电荷在O产生的场强为，圆弧AB在O产生的场强视为无数小圆弧产生的电场强度，小圆弧产生的电场强度方向大多与CO有一定的夹角，根据矢量合成的知识可知，O点的电场强度小于，故CD错误。故选：A。7．解：q在A点形成的电场强度的大小为E＝，方向向左；因A点场强为零，故薄板在A点的场强方向向右，大小也为。故选：A。8．解：AB、M点是AB连线的三等分点，且M点的电场强度为0。这意味着A点和B点的点电荷在M点产生的电场强度大小相等，方向相反。设A点的电荷量为Q，根据库仑定律，A点和B点的点电荷在M点产生的电场强度大小分别为：，因为M点的电场强度为0，所以EA＝EB，即：，解这个方程，我们得到：Q＝4q，所以A点的电荷量为4q，带正电。故AB错误；C、由于P点是AB连线的三等分点，且A点和B点的点电荷都是正电荷，所以P点的电势不为0。故C错误。D、撤去B处的点电荷，M点的电场强度大小为A点的点电荷在M点产生的电场强度，即：，故D正确。故选：D。9．解：A、B、C、D各点在O点的电场方向如图所示由于O点的电场强度为零，可知B点电荷带正电、D点电荷带负电，设AC长度为x，根据电场叠加原理和几何知识得EA+ECsin30°＝EBECcos30°＝ED即联立解得：，故ACD错误，B正确。故选：B。10．解：均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小、方向相反，右半球壳在M点产生的场强方向向左，可知，左半球壳在M点产生的场强方向向右，则根据电场的叠加可知：左侧部分在M点产生的场强比右侧电荷在M点产生的场强大，故E1＞E2。故B正确，ACD错误。故选：B。11．解：A、用一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置，但不影响在外界形成的电场。其他三个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abcd的其他三个顶点上，根据对称性所以四个等量同种正电荷在正方形中心的合场强为零，故A错误；B、ab两处的点电荷在M点产生的合场强为0，cd两处的点电荷在M点产生的场强等大，关于水平线对称，由矢量叠加原理可知合场强的方向水平向左，沿OM方向，故B错误；C、bc两处的点电荷在N点产生的合场强为0，ad两处的点电荷在N点产生的场强等大，关于竖直线对称，由矢量叠加原理可知合场强的方向竖直向下，沿ON方向，故C正确；D、若将金属球壳接地，由于静电屏蔽，相当于d点无电荷，O点处的电场强度是abc的三个点电荷在O点的合成，此时O点处的电场强度不为零，则O点处的电场强度发生变化，故D错误。故选：C。12．解：设有一个以O点为球心的完整的带电荷量为2q的带电球壳，设完整球壳在M点产生的场强大小为E0，左半球壳在M点产生的电场强度大小为E左，右半球壳在M点产生的电场强度大小为E右，根据电场叠加原理得：E左+E右＝E0由题意可知，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，根据题意得：根据对称性可得：E右＝E联立解得：故A正确，BCD错误。故选：A。13．解：根据电场强度的表达式：，可知在x＝0处的电场强度为E0＝2πkσ因d≪R，故0～d之间的电场强度大小可认为接近于E0＝2πkσ，根据电场叠加原理，由对称性可知x轴正半轴上的电场方向均沿z轴正方向。此过程点电荷，根据动能定理得：qE0d＝mv2﹣0解得：v＝2，故点电荷碰到圆盘前瞬间的速度大小最接近2，故B正确，ACD错误。故选：B。14．解：D、水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b、c、d，ac和bd分别为等量同种电荷，MN分别在它们连线的中垂线上，根据等量同种电荷周围的电场分布，可得MN上甲、乙静止的两点的电场强度等大反向，故D错误；A、甲、乙静止，即甲、乙受力平衡。设甲、乙之间的库仑力大小为F，若甲、乙为同种电荷，则甲、乙受到的电场力和彼此间的库仑力均大小相等，方向相反，即甲、乙受到的电场力和库仑力的合力等大反向，不可能都能和重力平衡，即甲