新教材2024高中物理第九章静电场及其应用9.3电场电场强度同步测试新人教版必修第三册

第九章静电场及其应用3电场电场强度【基础巩固】1.P点为点电荷+Q的电场中的某点.若将电荷量为q的摸索电荷放在P点,该摸索电荷受到的静电力是F.下列说法正确的是 ()A.若将电荷量为2q的摸索电荷放在P点,P点的电场强度大小为FB.若将电荷量为2q的摸索电荷放在P点,P点的电场强度大小为FC.若将电荷量为2q的摸索电荷放在P点,P点的电场强度大小为2D.若将放在P点的摸索电荷取走,则P点的电场强度为0答案:A2.下列各图,电场线描述正确的是 ()A.正点电荷的电场线B.负点电荷的电场线C.等量异种点电荷的电场线D.等量同种点电荷的电场线答案:C3.下图为金属球放入匀强电场后电场线的分布状况.设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,则A、B两点 ()A.EA=EB,电场方向相同B.EA<EB,电场方向相同C.EA>EB,电场方向不同D.EA<EB,电场方向不同解析:电场线的疏密表示电场强弱,由题图可知,B点电场线密集,A点电场线稀疏,故EA<EB,又电场方向为电场线的切线方向,故A、B两点的电场方向不同,故选项A、B、C错误,选项D正确.答案:D4.关于点电荷产生的电场,下列说法正确的是 ()A.正点电荷四周的电场肯定比负点电荷四周的电场强B.以点电荷为球心,以r为半径的球面上,各点的电场强度大小都相等C.电场强度计算公式E=kQrD.在电场中某点放入电荷量为q的摸索电荷,若摸索电荷受到的静电力为F,则该点的电场强度为E=Fq答案:B5.(2024·广东化州)两个异种电荷放在一条直线上,Q1带负电,Q2带正电,若Q1的电荷量大于Q2的电荷量,则两个点电荷连线中垂线上的P点的合场强方向可能是图中的()A.E1 B.E2C.E3 D.E4解析:在两个等量异种电荷连线的中垂线上,电场强度方向总是与两电荷的连线平行且指向负电荷一侧,本题中Q1的电荷量大于Q2的电荷量,因此Q1会产生额外向下的电场强度重量,即合场强指向负电荷一侧,斜向左下方,选项C正确.答案:C6.如图所示,一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子的重力不计,电子除受静电力以外,受到的另一个力的大小和方向的改变状况为 ()A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右解析:A→O→B,电场强度先变大后变小,方向水平向右,所以电子受到的静电力先变大后变小,方向水平向左.又电子处于受力平衡状态,故另一个力应是先变大后变小,方向水平向右.故选项B正确.答案:B7.(2024湖南卷)如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为2a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零,则Q的位置及电荷量分别为()A.(0,2a),2q B.(0,2a),22qC.(2a,0),2q D.(2a,0),22q解析:-q、+q两点电荷在P点产生的电场强度如图所示,要使P点电场强度为零,由电场叠加知,Q的位置应为(0,2a),由电场叠加得2kqa2=kQ(2a)答案:B【拓展提高】8.在如图所示的电场中,一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用沿电场线运动到B点,则它运动的v-t图像可能是选项中的 ()ABCD答案:B9.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷.将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,自由落体加速度为g.放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为()A.mgq B.2mgq解析:带电小球从A点到B点的过程中,静电力方向始终和速度方向垂直,故只有重力对小球做功,小球机械能守恒,有mgR=12mvB2,在B处小球受重力和静电力,二者合力供应向心力,得qE-mg=mv特点可知,AB弧中点处电场强度大小也为3mg答案:C10.如图所示,O是半径为R的正N边形(N为大于3的偶数)外接圆的圆心,在正N边形的一个顶点A放置一个电荷量为+2q的点电荷,其余顶点分别放置电荷量均为-q的点电荷(未画出).则圆心O处的电场强度的大小为 ()A.2kqR2 B.3kq解析:由对称性及电场叠加原理可知,圆心O处的电场可等效为由正N边形的顶点A放置的一个电荷量为+2q的点电荷与过该点直径的另一端的顶点放置的一个电荷量为-q的点电荷共同产生的电场.由点电荷电场强度公式可知,圆心O处的电场强度的大小为E=3kq答案:B11.如图所示,A、B为两个可视为点电荷的带电小球,电荷量QA=2×10-8C,QB=-2×10-8C,相距d=3cm,在方向水平的匀强电场(未画出)作用下,A、B均保持静止状态,且悬线都沿竖直方向.静电力常量k=9×109N·m2/C2,求:(1)匀强电场的电场强度大小和方向;(2)A、B连线中点C的电场强度大小和方向.解析:(1)由题可知A球受力平衡,水平方向所受合力等于0,B对A的作用力水平向右,所以匀强电场方向水平向左,且kQAQBd2=EQA(2)A、B连线中点处的电场强度是两个点电荷与匀强电场的合电场产生的,两个点电荷产生的电场强度方向都向右,匀强电场方向向左,E'=2kQB1.4×106N/C,方向水平向右.答案:(1)2.0×105N/C,方向水平向左(2)1.4×106N/C,方向水平向右【挑战创新】12.(2024·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上匀称分布着电荷量为Q的正电荷.点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷.将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为0.圆环上剩余电荷分布不变,q为()A.正电荷,q=QΔLπRC.负电荷,q=2QΔLπ解析:因为电荷在细圆环上匀称分布,所以弧长为ΔL的小圆弧上所带的电荷量为Q'=Q2πR·ΔL,当ΔL足够小时,可以将取走的部分看作点电荷,细圆环