9.3-电场和电场强度--【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册同步练习

第=page22页，共=sectionpages22页电场和电场强度同步练习一、单选题关于电场,下列叙述中正确的是(    )A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强都相同

B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大

C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=F/q,取走q后,该点场强不为零

D.电荷所受电场力很大,该点的电场强度一定很大某点电荷电荷量为Q,在其电场中的P点放一电荷量为q的试探电荷,受到的静电力为F,则(    )A.P点的电场强度E=FQ

B.P点的电场强度E=Fq

C.撤去试探电荷,P点的电场强度为零

D.把q变为2q,则下列各图中,正确描绘两个等量正电荷电场线的是(    )A. B.

C. D.如图所示,AB是点电荷电场中的一根电场线,在线上O点放一个自由的负电荷后,它将沿电场线向B运动,则下列判断中正确的是(    )A.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力越来越小

B.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力大小变化无法确定

C.电场线方向由A指向B,该电荷受到的电场力大小不变

D.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力越来越大某电场的电场线分布如图所示(实线),以下说法正确的是(    )

A.c点场强大于b点场强

B.b和c处在同一等势面上

C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点,电荷的电势能将增大

D.若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点,可判断该电荷一定带负电如图所示,在等量负电荷连线的中垂线上取A,B、C、D四点,B、D关于O点对称,关于这几点场强大小不正确的是(    )

A.B,D场强大小相等,方向相反

B.EA<EB,EB<ED

如图所示,图甲中AB是一条电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小的函数图象,由此可判定(    )

A.电场方向一定由A指向B B.若场源为正电荷,位置在A侧

C.若场源为负电荷,位置在B侧 D.若场源为正电荷,位置在B侧如图所示,真空中有两等量异种点电荷A、B,CD是其连线的垂直平分线,与连线相交于Ｏ点。a、b是两个点电荷附近关于O点对称的两点,下列说法正确的是(    )

A.a点的电势高于b点的电势

B.a点的电场强度与b点的电场强度完全相同

C.A、B连线上O点电场强度最大

D.若将带正电的试探电荷沿直线由a点移动到b点,则电场力先做正功,后做负功两个带等量正电荷的点电荷,O为两电荷连线的中点,A点在中垂线上,若在A点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是(    )．

A.电子在从A向O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大

B.电子在从A向O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大

C.电子运动到O点时,加速度为零,速度最大

D.电子通过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零在如下图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势、电场强度相同的是(    )A.甲图:与点电荷等距的a、b两点

B.乙图:两等量异种电荷连线的中点对称的a、b两点(ab连线非中垂线)

C.丙图:点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面与点电荷等距离的a、b两点

D.丁图:匀强电场中的a、b两点二、多选题在一点电荷电场中a、b两点电场强度的方向如图所示,现将一带负电的粒子以某一初速度由a射出,仅在电场力作用下运动到b,忽略空气阻力及重力．则下列说法正确的是(

)

A.该点电荷可能带负电

B.a、b两点的电场强度Ea=3Eb

C.该粒子在a、b两点的动能Eka<Ekb如图所示,+Q、−Q为等量异种电荷,O为两电荷连线的中点,也是正方形abcd的几何中心．则以下相关的判断正确的是(

)

A.e点的场强比f点的强

B.a、c两点的场强相同

C.a点的电势比c点的高   

D.正试探电荷在b点时所受电场力指向−Q点如图所示,在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和-Q,图中O点为两点电荷连线的中点,P点为连线上靠近-Q的一点,MN为过O点的一条线段,M点与N点关于O点对称,NO=PO.下列说法中正确的是A.同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同

B.N、P两点的电势相同

C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电荷的电势能先增大后减小

D.将一电子从N点移到P点,电子的电势能增大三、计算题真空中有电荷量为Q1和Q2的两个点电荷分别放在A、B两点,已知两个点电荷在C点产生的合场强平行于AB水平向右,已知AB=10cm,AC=8cm

(1)试确定Q1和Q

(2)Q1和Q2的比值为多少♁

如图所示,一带电小球的质量m=0.2kg,用长为L=0.8m的细线悬挂在水平方向的匀强电场中的O点,电场场强度E=3×103N/C,当细线与竖直方向夹角为θ=370时,小球恰好静止在A

(1)小球带什么电?电量是多少?

(2)若小球由竖直方向的P点静止释放,运动到A位置时小球的速度为多少⋅

如图甲所示,在一个点电荷Q形成的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为5.0m和8.0m,放在A,B两点的试探电荷受到的电场力的大小及方向跟试探电荷所带电荷量及电性关系如图乙中的直线a,b所示,求:

(1)A、B两点的电场强度的大小和方向．(2)判断点电荷Q的电性；(3)点电荷Q的位置坐标．

如图所示,一带电量为q的小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右。小球的重力为G,平衡时小球偏离竖直方向的夹角为θ=30°。求:

(1)带点小球的电性是(正或负)。(2)求出小球受到的电场力F的大小。(3)求电场强度E。

正确正确答案和详细解析1.【正确正确答案】C

【详细解析】【分析】

以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强大小相等,方向不同；电场强度的大小取决于电场的强弱,与电荷的正负无关；在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=Fq,取走q后,该点场强不为零；电荷所受电场力很大,该点的电场强度不一定很大。

理解电场强度的概念是解题的关键。

【解答】

A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强大小相等,方向不同,故A错误；

B.电场强度的大小取决于电场的强弱,与电荷的正负无关,故B错误；

C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=Fq,取走q后,该点场强仍为E,故C正确；

D.由于E=Fq,电荷所受电场力很大,该点的电场强度不一定很大,故D错误。

故选C。

【详细解析】解:

A、B、据题q是试探电荷,根据电场强度的定义式E=Fq得P点的场强为E=Fq,故A错误,B正确。

C、D、电场强度反映电场本身的性质,由电场本身决定,与试探电荷无关。则撤去试探电荷q,或试探电荷q的电荷增量为2q时,A点的电场强度不变,仍为E=Fq,故CD错误。

故选:B。

根据电场强度的定义式E=Fq求解A点的电场强度,其中q是试探电荷；电场强度反映电场本身的性质,与试探电荷无关．

理解并掌握场强的定义式和点电荷的场强公式的意义是解题的关键,知道场强由电场本身决定,【详细解析】【分析】根据电场线的特点进行选择即可。本题是电场线的简单判断题目。【解答】电场线不相交,AB错误；电场线从正电荷出发,到负电荷终止,C错误,B正确；

故选B。

4.【正确正确答案】B

【详细解析】解:由题,负电荷由静止开始从O运动到B,负电荷所受电场力方向从0到B,而场强方向与负电荷所受的电场力方向相反,则知场强方向由B指向A．

由于电场线的分布情况未知,场强如何变化无法确定,电场力大小如何变化也无法确定,故B正确,ACD错误；

故选:B．

根据负电荷的运动方向判断电场力,确定场强方向．场强的大小由电场线的疏密反映,电场线越密场强越大．

本题根据电荷的运动方向确定场强方向不难,容易产生的错误在于分析场强大小的变化来确定电场力的变化,条件不明时,考虑问题要全面．

5.【正确正确答案】A

【详细解析】【分析】

解这类题是思路:电场线的疏密表示场强的强弱,沿电场线方向电势逐渐降低,根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向,然后根据电性判断电场线方向,根据电场力做功判断电势能的变化⋅

【解答】

A.电场线的疏密表示场强的强弱,由图知c点场强大于b点场强,故A正确;

B.沿电场线方向电势逐渐降低,故b的电势大于c的,故B错误;

C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点,电场力做正功,电荷的电势能将减小,故C错误;

D.由粒子的运动轨迹弯曲方向可知,带电粒子受电场力大致斜向左上方,与电场强度方向相同,故粒子带正电,故D错误。

故选:A。

6.【正确正确答案】B

【详细解析】【分析】

本题考查了等量同种点电荷电场分布情况,解题的关键是知道等量负点电荷中垂线上各点场强方向都是沿中垂线指向连线中点,场强的大小是由中点沿中垂线向外先增大后减小,对称的点场强大小相等,方向相反。

【解答】

A.B、D两个关于O对称,故场强大小相等,方向相反,故A正确；

BCD.由于A、B、C具体位置关系不明确,而由O沿OA向外场强先增大后减小,故无法判断A、B、C位置的场强大小关系,故B错误,CD正确。

由于本题选择不正确的,故选B。

7.【正确正确答案】B

【详细解析】【分析】

由电场强度的定义式E=Fq得到F=qE,F−q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强；根据场强的大小判断场源电荷的位置。

本题关键从F−q图象斜率的物理意义进行分析判断,掌握电场强度的定义式E=Fq,并能用来分析实际问题。

【解答】

由电场强度的定义式E=Fq得F=qE知:F−q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,而该电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置在A侧,由于检验电荷的电性未知,电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,故ACD错误,B正确。

故选:B。

【详细解析】【分析】

在如图所示的电场中,等量异种电荷连线上的电场方向是相同的,由+Q指向−Q；根据电场线的疏密分析场强的变化．电场线越密,场强越大,两电荷连线上的电场强度大小关于O点对称,MN是一条等势线．根据顺着电场线电势降低,判断电势的变化。

【解答】

A.由电场线的分布可知,顺着电场线电势势逐渐降低的,故b点的电势高于a点的电势,故A错误；

B.根据场强的叠加原理,a点的合场强和B点的合场强相同,故B正确；

C.沿直线由A到B,电场线先变疏后变密,则电场强度先减小后增大,o点场强最小,故C错误；

D.CD是等势线,根据顺着电场线方向电势降低可知,b点电势高于a点,把正电荷从a点移到b点,则电场力一直做负功,故D错误；

故选B。

9.【正确正确答案】C

【详细解析】【分析】

本题考查对等量异种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度,要抓住电场线的对称性。

两个等量的正点电荷,其连线中垂线上电场强度方向O→A,负点电荷q从A点到O点运动的过程中,电场力方向A→O,速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况不确定；越过O点后,负电荷q做减速运动,点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值,加速度变化情况同样不确定。

【解答】

AB.在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→A,负点电荷q从A点到O点运动的过程中,电场力方向A→O,速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断；故AB错误；

C.越过O点后,负电荷q做减速运动,则点电荷运动到O点时速度最大,电场力为零,加速度为零；故C正确；

D.根据电场线的对称性可知,越过O点后,负电荷q做减速运动,加速度的变化情况无法判断；故D错误。

故选C。

10.【正确正确答案】C

【详细解析】【分析】

电场线的切向方向表示电场强度的方向,电场线的疏密表示场强大小。

本题考查对电场线的认识,我们应能判断出电场方向、场强的大小以及电势的高低。

【解答】

A.a、b两点处于同一等势线上,电势相等,电场强度大小相等,但方向不同,故A错误；

B.沿电场线方向电势降低,则a、b两点的电势不相等；根据对称性和电场线的分布可知,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同,故B错误；

C.带电平板表面是一个等势面,则a、b两点的电势相等；与点电荷等距离的a、b两点的电场线的疏密相同,则a点的场强等于b点的场强,故C正确；

D.平行金属板内部是匀强电场,a、b两点的电场强度相同,但b点的电势高于a点的电势,故D错误。

故选C。

11.【正确正确答案】BD

【详细解析】【分析】

由点电荷的电场分布特点,可知该点电荷的电性；要比较两点的场强的大小,必需求出两点各自的场强E,根据E=kQr2可知必需知道ab两点到O的距离大小关系a点到O点的距离Ra=Labcos60°=12Lab,b点到O点距离Rb=Lbcos30°=32Lab,在正电荷的周围越靠近场源电势越高,负电荷在电势高处的电势能小。

理解场强的决定式,把握沿电场线方向电势降低的特点即可顺利解决此类题目,并掌握由点电荷电场的特点或电场力做功的正负来确定电势能的变化。

【解答】

A.由点电荷的电场分布特点,可知该点电荷一定带正电,则A错误；

B.将a、b两点的电场方向反向延长,交于O点,则O点即为点电荷所在位置,则有a点到O点的距离Ra=Labcos60∘=12Lab,b点到O点距离Rb=Lbcos30∘=32Lab,根据点电荷的场强公式E=kQr2,【详细解析】【分析】

等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称,可根据电场线和等势面的对称性判断电场强度、电势的关系。

解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况,知道场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同。

【解答】

等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,作出其电场线的分布如图所示:

A.由图结合对称性规律可知,e点的电场强度与f点的电场强度相同,故A错误；

B.由图结合对称性规律可知,a、c两点的场强相同,故B正确；

C.根据电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面可知,a点所在等势面的电势高于c点所在等势面的电势,即a点的电势比c点的高  ,故C正确；

D.电场线上某点的电场方向沿该点的切线方向,所正试探电荷在b点时所受电场力的方向不指向−Q点,故D正确。

故选BC。

13.【正确正确答案】AD

【详细解析】【分析】

根据电场线的分布情况,判断M、N场强的关系；电场线的疏密表示场强的大小；等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线；画出等势面判断P、N点的电势大小。

本题关键是结合等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图进行分析,明确电场力做功等于电势能的减小量,不难。

【解答】

A.等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性,如图:

由图可得M、N两点的电场强度相同,同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同,故A正确；

B.画出过M、N的等势面,如图所示:

电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面,故N点的电势大于P点的电势,故B错误；

C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电场力一直做正功,故电势能一直减小,故C错误；

D.将一电子从N点移到P点,电势降低,故电子的电势能增大,故D正确。

故选AD。

14.【正确正确答案】解:(1)将合场强分解可知,A在C处产生的场强沿AC方向由A指向C,B在C处产生的场强沿CB方向由C指向B,故Q1带正电,Q2带负电。

(2)根据点电荷的场强公式E=kqr2知:EAC=kQ1AC2,EBC=kQ2BC2

又两个点电荷在C点产生的合场强平行于AB水平向右,根据相似三角形,可有EACEBC=【详细解析】(1)

C处电场是点电荷Q1、Q2产生的电场的叠加,根据点电荷电场特点及电场叠加原理作图判断即可。

(2)根据点电荷场强公式和平行四边形定则结合解答。

15.【正确正确答案】解:(1)小球带正电,由平衡条件,则有:tanθ=qEmg

代入数据解得:q=5×10−4C

(2)小球从P到A点,由动能定理【详细解析】本题考查了电场强度平衡条件、功的计算。根据电场力及电场线的方向来确定电荷的电性,同时还考查电场力做功与沿着电场力方向的位移有关。

(1)带电小球有电场力、细线的拉力与重力处于平衡状态,根据图示位置可确定电场力的方向,则由电场线的方向可得出带电小球的电性,及电量大小；

(2)电场力做功等于电场力与沿电场力方向的位移乘积。

16.【正确正确答案】解:(1)由图可得A点电场强度的大小为:

EA=Fq=40.1=40N/C

因A点的试