2024-2025学年新教材高中物理第九章静电场及其应用3电场电场强度检测含解析新人教版必修第三册

PAGE6-电场电场强度(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于静电力和电场强度,下列说法正确的是 ()A.电场强度的方向总是跟静电力的方向一样B.电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比C.负电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一样D.同一个点电荷在某点受到的静电力越大,该点的电场强度就越大【解析】选D。电场中某点电场强度的方向是肯定的,而电荷在电场中所受的静电力的方向却与电荷的性质有关系,只有正电荷受到的静电力的方向才与电场强度的方向相同,故A、C错;电场强度的大小与电场中的位置有关,对于同一位置,只有在电荷量肯定时电荷受到的静电力越大,才能说明该点的场强越大,故B错,D对。2.如图所示,a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上,c点在球面外,则 ()A.a点场强与b点场强相同B.a点场强的大小比c点大C.b点场强的大小比c点小D.条件不足,无法推断a、b、c三点场强大小关系【解析】选B。设球的半径为r,ra=rb=r,依据点电荷四周电场强度的计算公式E=k可知,a点场强的大小和b点场强大小相等,方向不同,而rc>r,所以a、b两点的场强的大小比c点大,选项A、C、D错误,B正确。3.如图所示是电场中某区域的电场线分布,A、B是电场中的两点,则 ()A.正电荷在A点所受静电力方向必定与该点场强方向相反B.同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力大C.B点的电场强度较大D.A点的电场强度较大【解析】选C。正电荷在A点所受静电力方向必定与该点场强方向一样,选项A错误;由题图可知,B点处电场线较密,电场强度较大,而A点处电场线较疏,电场强度较小,选项C正确,D错误;B点的电场强度比A点大,同一点电荷在B点受到的静电力较大,选项B错误。4.真空中,两点电荷A、B产生的电场的电场线分布如图所示。下列说法正确的是 ()A.A、B为等量同种电荷B.O点的场强为0C.O点的电场强度比P点的电场强度大D.O点与P点的电场强度方向相同【解析】选C。依据电场线分布的特点:电场线从正电荷或无限远动身,终止于无限远或负电荷,可知A、B为等量异种电荷,选项A错误;两点电荷为等量异种电荷,因此依据场强的叠加原理可知,O点场强不为零,选项B错误;电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图可知,O点处的电场线比P点处的密,所以O点的电场强度大于P点的电场强度,选项C正确;电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向,由题图可知,O点的场强方向与P点的场强方向不同,选项D错误。5.点电荷A和B,分别带正电和负电,电荷量分别为4Q和Q,在A、B连线上,如图所示,电场强度为零的地方在 ()A.A和B之间 B.A的右侧C.B的左侧 D.A的右侧及B的左侧【解析】选C。因为A带正电,B带负电,所以只有在A右侧和B左侧两者产生的电场强度方向相反,因为QA>QB,所以只有在B的左侧,才有可能EA与EB等大反向,因而才可能有EA和EB矢量和为零的状况。故C正确,A、B、D错误。6.关于电场线的性质,以下说法正确的有 ()A.电场线是电荷在电场中的运动轨迹B.电场线的分布状况反映电场中不同点的场强的相对大小C.电场线的箭头方向表示场强减弱的方向D.空间中两条电场线能相交【解析】选B。电场线是为了描述电场的强弱及方向而引进的假想线,它一般不与电荷的运动轨迹重合,故A错误,B正确;电场线的箭头方向表示场强的方向,故C错误;由于电场的详细方向与电场线上某点的切线方向相同,若两条电场线相交,则在该点可以作出两条切线,表明该点的电场方向不唯一,这与实际不符,故D错误。故选B。二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)如图所示,在边长为l的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为+q、+q、+q和-q的点电荷,求正方形中心O点的电场强度。【解析】由对称性原理可知:若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷,则中心O点的场强为零,因此可把D点的电荷-q等效为两部分:+q和-2q。+q和另外三个点电荷在中心O点的合场强为零,-2q在中心O点的场强为E==,故正方形中心O点的场强大小为E=,方向沿OD连线由O指向D。答案:,方向沿OD连线由O指向D。8.(14分)如图所示,用绝缘细线将质量m=kg的带正电小球P悬挂于O点,空间中有电场强度大小E=1×104N/C、方向水平向右的匀强电场,小球静止时,细线与竖直方向的夹角为θ=30°。取g=10m/s2。求:(1)小球的电荷量q;(2)细线的拉力大小F。【解析】(1)小球受到的静电力方向向右,与场强方向相同,所以小球带正电。小球在如图所示力的作用下处于平衡状态,由平衡条件得:qE=mgtanθ则q==1×10-4C(2)由平衡条件有:Fcosθ=mg得细线的拉力F==2N答案:(1)1×10-4C(2)2N(15分钟40分)9.(7分)A、B是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子仅在静电力作用下以肯定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v与时间t的关系图像如图所示,则此电场的电场线分布可能是 ()【解析】选A。依据v-t图像可知,带正电的粒子的加速度渐渐增大,速度渐渐减小,说明粒子在逆着电场线方向运动,且沿粒子运动方向电场线越来越密集,选项A正确,B、C、D错误。10.(7分)某静电场的电场线如图中实线所示,虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹,下列说法正确的是 ()A.粒子肯定带负电荷B.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度C.粒子在M点的动能大于它在N点的动能D.粒子肯定是从M点运动到N点【解析】选B。由粒子的运动轨迹可知,粒子所受静电力沿着电场线的方向,所以粒子带正电荷,选项A错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,由题图可知,N点的场强大于M点的场强,粒子在N点的受力大于在M点的受力,所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,选项B正确;若带正电的粒子从M点运动到N点,静电力做正功,粒子动能增大,若带正电的粒子从N点运动到M点,静电力做负功,粒子动能减小,总之,粒子在M点的动能小于它在N点的动能,选项C错误;依据粒子运动的轨迹可以推断其受力的方向,但不能推断其运动的方向,选项D错误。11.(7分)(多选)如图所示,悬线下挂着一个带正电的小球,它的质量为m、电荷量为q,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E,下列说法正确的是 ()A.小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切值为B.若剪断悬线,则小球做曲线运动C.若剪断悬线,则小球做匀速运动D.若剪断悬线,则小球做匀加速直线运动【解析】选A、D。对小球受力分析如图,可知tanα=,故A正确;剪断悬线后,小球受qE和mg的合力为定值,所以小球做匀加速直线运动,故D正确。12.(19分)如图所示,两根长为