物理必修 第三册3 电场 电场强度课时练习

这是一份物理必修 第三册3 电场 电场强度课时练习，共19页。试卷主要包含了3电场电场强度同步训练6，2cm处场强为0，2×105等内容，欢迎下载使用。

1．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效为电荷集中在球心处产生的电场,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为通过半球面顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点, ,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为
A．B．
C．D．
2．已知电荷均匀分布的绝缘球，球壳对壳内点电荷的作用力为零，对球壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对球外点电荷的作用力．若真空中有一半径为R的均匀带正电的绝缘球，通过其球心作一条直线，用r表示该直线上某点到球心的距离，则该直线上各点的电场强度E随r变化的图象正确的是( )
A．B．C．D．
3．一半径为R的圆环上，均匀地带有电荷量为Q的电荷，在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离OP＝L.设静电力常量为k，关于P点的场强E，下列四个表达式中只有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )
A．B．
C．D．
4．如图所示，ABCD为等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为qA和qB，在C点的电场强度方向沿DC向右，A点的点电荷在C点产生的场强大小为EA，B点的点电荷在C点产生的场强大小为EB，则下列说法正确的是( )
A．放在A点的点电荷可能带负电
B．在D点的电场强度方向沿DC向右
C．EA|qB|
5．两点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线如图所示。根据电场线的分布情况，下列判断正确的是( )
A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量
B．Q1的电荷量大于Q2的电荷量
C．Q1、Q2一定均为正电荷
D．Q1、Q2一定均为负电荷
6．在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的场强E′的方向在图中正确的是( )
A．B．
C．D．
7．关于点电荷所形成的电场，下列说法正确的是：（ ）
A．以点电荷为球心的球面上，各点的场强相同
B．离点电荷越远的地方，场强越小，即场强与距离成反比
C．沿着正点电荷形成电场的电场线方向，场强越来越小
D．沿着负点电荷形成电场的电场线方向，场强越来越小
8．如图,AB是某点电荷产生的电场中的一条电场线,在电场线上P处由静止释放一个带负电的试探电荷时,它沿直线向B点处运动,对此现象判断正确的是(不计电荷重力)( )
A．电荷向B做匀加速运动
B．电荷向B做加速度越来越小的加速运动
C．电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定
D．电荷向B做加速度越来越大的加速运动
9．如图所示，电荷量为q的正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．若图中A点的电场强度为0，则带电薄板在图中B点产生的电场强度
A．大小为，方向水平向左
B．大小为，方向水平向右
C．大小为，方向水平向左
D．大小为，方向水平向右
10．如图所示，真空中点有一点电荷，在它产生的电场中有两点，点的场强大小为，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为，方向与ab连线成30°。关于两点场强的关系，正确的是
A．B．C．D．
11．反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场．如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是
A．尾部带正电
B．A点电场强度大于B点电场强度
C．A点电势高于C点电势
D．正离子从A向C运动，其电势能变小
12．如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在x坐标轴上的x=0和x=6cm的位置，则下列说法正确的是
A．在x轴上有两个场强为0的点
B．在x=1.2cm处场强为0
C．在x轴上的x6cm的区域场强沿着x的正方向
13．A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如图所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是( )
A．这两点电荷一定是同种电荷
B．这两点电荷一定是异种电荷
C．DC两点电场强度相等
D．C点的电场强度比D点的电场强度大
14．如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为3m、2m、m,B小球带负电,电荷量为q。A、C两小球不带电(不考虑小球间的电荷感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E。则以下说法正确的是( )
A．静止时,A、B两小球间细线的拉力为3mg-qE
B．静止时,A、B两小球间细线的拉力为3mg+qE
C．剪断O点与A小球间细线瞬间,A、B两小球间细线的拉力为
D．剪断O点与A小球间细线瞬间,A、B两小球间细线的拉力为
15．在电场中某点放入正点电荷q，它受到的电场力F方向向右，当放入负点电荷q时，它受到的电场力F方向向左。下列说法正确的是( )
A．该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左
B．该点电场强度大小为E＝
C．该点放入2q的正点电荷时，电场强度变为原来的2倍
D．该点电场强度的方向向右
16．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是( )
A．O点电场强度为零
B．D点电场强度为零
C．在O到C之间＋q所受的电场力由O→C
D．在O到C之间－q所受的电场力由O→C
17．真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4.0×10-9C的试探电荷，它受到的电场力为2.0×10－5N，则P点的场强为__________ N/C；把试探电荷量减小为2.0×10－9C，该电荷在P点受到的电场力为__________ N
18．如图所示，带等量异种电荷的小球A、B，质量均为 40g，A带正电、B 带负电，用长为 L cm 的绝缘细线悬挂在相距5cm 的两点，在库仑力作用下，两球间距离为 3cm，那么小球所带的电量为 ______C，要使小球回到竖直位置，应加一个水平方向的匀强电场，场强大小为_______N/c,(静电力常量为k  9.0109 N  m2 / C2 )
19．在电场中P处放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷，它受到的电场力为3×10-4N，求:
（1）该P处的电场强度多大?
（2）若把放入电场中的点电荷取走，则该电场中P处的电场强度多大？
20．如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电荷，B带负电荷，A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球P向下运动到距C点距离为d的D点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，若取无限远处的电势为零，试求：
（1）在A、B所形成的电场中，C的电势φC。
（2）小球P经过D点时的加速度。
（3）小球P经过与点电荷B等高的E点时的速度。
21．一质子在电场中某点受电场力为1.6×10-10Ｎ，则该点的电场强度是多大？已知e＝1.60×10-19C．
22．如图，光滑斜面倾角为，一质量m＝1×10－2kg、电荷量q＝1×10－6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，g＝10 m/s2，求：
(1)判断小物块带何种电荷；
(2)该电场的电场强度大小．
23．如图所示，把可视为点电荷的带电小球A用绝缘细杆固定，其电荷量为Q＝4.0×10－6C，在距A球r＝0.30 m处放置试探电荷B，其电荷量为q＝－5.0×10－8C，静电力常量k＝9×109N·m2/C2.求
(1)试探电荷B所受库仑力F的大小；
(2)试探电荷B所在位置的电场强度E的大小.
24．两个均带正电荷的金属小球Q和q，它们分别放置在相距r=0.3m的A、B两点，两带电小球均可视为点电荷，如图所示。已知q=1.6×10－10C，且q在B点受到的电场力F=3.2×10-6N，静电力常量k=9.0×109N﹒m2/C2.求：
（1）B点处的电场强度的大小E为多少？
（2）A点处的带电小球电量Q为多少？
参考答案
1．D
【详解】
若将带电量为2Q的球面放在O处，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。则在M、N点所产生的电场为
由题知当半球面如图所示M点的场强大小为为E，则N点的场强为
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确；
2．A
【详解】
该球的电荷密度，球内某点的电场强度等于以距球心的距离r为半径的球体所产生的电场强度，大小
，
球外某点的电场强度．
A．图像与结论相符，选项A正确；
B．图像与结论不相符，选项B错误；
C．图像与结论不相符，选项C错误；
D．图像与结论不相符，选项D错误；
3．D
【详解】
设想将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以看成点电荷，其所带电荷量为q＝ ①
由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强
EP＝k＝k ②
由对称性可知，各小段电环在P处的场强垂直于轴向的分量Ey相互抵消，而轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强E，故
E＝nEx＝ncs θ＝ ③
而
r＝ ④
联立①②③④式，可得
E＝
A．与分析不符，故A错误；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析不符，故C错误；
D．与分析相符，故D正确。
4．D
【详解】
由于两点电荷在点产生的合场强方向沿向右，由平行四边形定则可知两点电荷在点产生的场强方向，如图所示：
由图中几何关系可知，且处所放点电荷为正电荷，处所放点电荷为负电荷，设的长度为，根据点电荷场强公式可得：
解得：
对两点电荷在处产生的电场进行合并，由几何关系可知其合电场方向为向右偏上，不沿方向；
A. 与分析不符，故A错误；
B. 与分析不符，故B错误；
C. 与分析不符，故C错误；
D. 与分析相符，故D正确；
5．A
【解析】
【详解】
AB．由电场线的特点：电场线越密，代表电场强度越大，可知Q2周围的电场强度大于Q1周围的电场强度，结合点电荷的电场强度的公式： 可知，Q1的电荷量小于Q2的电荷量。故A正确，B错误。
CD．根据电场线的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止。由于图中没有标出电场线的方向，所以不能判断出电荷的正负，结合电荷的特点可知，Q1、Q2可能均为正电荷，也有可能Q1、Q2均为负电荷。故C错误，D错误。
6．A
【详解】
导体处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷-Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷-Q的电场线重合，且方向相反．负点电荷的电场线指向点电荷，所以附加电场的电场线背离负点电荷
A．A图与分析相符，故A正确；
B．B图与分析不符，故B错误；
C．C图与分析不符，故C错误；
D．D图与分析不符，故D错误．
7．C
【详解】
A.以点电荷为球心的球面上,各点的场强大小相同,方向不同,故A错误;
B.由可以知道,离点电荷越远的地方,场强越小,即场强与距离的平方成反比,故B错误;
C.沿着正点电荷形成电场的电场线方向,间距越来越大,则场强越来越小,故C正确;
D.沿着负点电荷形成的电场线方向,间距越来越小,则场强越来越大,故D错误;
8．C
【详解】
在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，电荷受到的电场力向右，所以电场线的方向向左，但是只有一条电场线，不能判断电场线的疏密的情况，不能判断电荷的受力的变化的情况，不能判断加速度的变化的情况。
A．电荷向B做匀加速运动，与结论不相符，选项A错误；
B．电荷向B做加速度越来越小的加速运动，与结论不相符，选项B错误；
C．电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定，与结论相符，选项C正确；
D．电荷向B做加速度越来越大的加速运动，与结论不相符，选项D错误.
9．D
【详解】
q在A点形成的电场强度的大小为
，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
A．大小为，方向水平向左与分析不符，故A错误；
B．大小为，方向水平向右与分析不符，故B错误；
C．大小为，方向水平向左与分析不符，故C错误；
D．大小为，方向水平向右与分析相符，故D正确。
10．B
【详解】
解：a点到O点的距离为：，b点到O点距离为：，根据点电荷的场强公式，得：，故B正确。
11．B
【详解】
A、如图所示，电场线从正电荷出发，终止于负电荷，则头部带正电，尾部带负电，故A错误；
B、如图，A点电场线比B点的电场线密集程度大，所以A点电场强度大于B点电场强度，故B正确；
C、越靠近负电荷，电势越低，如图，A点更靠近负电荷，所以A点电势低于C点电势，故C错误；
D、正离子从A向C运动，电场力做负功，其电势能变大，故D错误．
12．D
【详解】
A. 场强为0时，两个点电荷在该处产生的场强大小相等、方向相反，由于两个点电荷都带正电，电荷量不等，由知，在轴上有一个场强为0的点，该点在轴上两个点电荷之间靠近的位置，故A错误；
B. 设场强为0的点坐标为,则有：
可得
故B错误；
C. 根据电场的叠加原理知，在轴上的和的区域场强沿着的负方向，在的区域场强沿着的正方向，故C错误；
D. 根据电场的叠加原理知，在轴上的的区域场强沿着的正方向，故D正确．
13．BD
【详解】
AB．根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，这两点电荷是两个等量异种电荷．故A错误，B正确；
BD．在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故D正确，C错误．
14．BD
【详解】
AB． 静止时，对B、C两小球整体受力分析：重力3mg，电场力qE，和A、B间绳子的拉力F，根据平衡条件的：F=3mg+qE。故A错误，B正确。
CD．剪断O点与A小球间细线瞬间，对A、B整体根据牛顿第二定律：5mg+qE=5ma ，解得：
（显然＞g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象，根据牛顿第二定律可得：FAB+3mg=3ma，解得：
故C错误，D正确。
15．BD
【详解】
AD．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，正电荷所受的电场力方向向右，则电场强度方向向右，故A错误、D正确；
B．根据电场强度定义式可得该点电场强度为，故B正确；
C．电场强度的大小与放入电场中的电荷无关，该点放人2q的正点电荷时，电场强度不变，该点不放电荷，电场强度仍然不变，故C错误。
16．BC
【详解】
A．y轴上两个等量同种点电荷+Q在O点产生的电场强度大小相等，方向相反，完全抵消。所以O点电场强度方向水平向左。故A错误。
B．由于三个电荷的电量大小相等，CO=OD，∠ADO=60°，根据平行四边形定则得到，y轴上两个等量同种点电荷+Q在D点产生的电场强度方向沿+x轴方向，大小等于
．
-Q在D点产生的场强大小为
，
方向水平向左。由几何知识得到，AD=CD，则E1=E2，所以D点电场强度为零。故B正确。
CD．由场强合成可知，OC之间的场强方向由O到C，则在O到C之间＋q所受的电场力由O→C；－q所受的电场力由C→O，选项C正确，D错误。
17．5×103 1 ×10-5
【详解】
[1]由电场强度公式知，点的场强为：
[2]当将检验电荷的电量减小为，则P点的场强仍然是；其电场力为：
18．2×10-7 7.2×105
【详解】
[1]根据题意可知：绳的拉力为T，库仑力为F，根据平衡条件对A球
根据几何关系可知：
，
所以
[2]对A球而言，外加电场力应与B对A的库仑力等大反向，所以外加电场与B在A处产生的电场等大反向
19．（1）；（2）
【分析】
由题中“电场中P处放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷”可知，本题考查点电场强度的定义，根据电场强度公式可以判断本题。
【详解】
（1）根据电场强度公式可得
（2）该P处的电场强度与放不放点电荷无关，因此该电场中P处的电场强度保持不变，仍然为。
20．（1）（2）g+（3）v
【详解】
（1）由等量异种电荷形成的电场特点可知，D点的电势与无限远处电势相等，即D点电势为零。小球P由C运动到D的过程，由动能定理得：
①
②
③
（2）小球P经过D点时受力如图：
由库仑定律得：
④
由牛顿第二定律得：
⑤
解得：
a=g+ ⑥
（3）小球P由D运动到E的过程，由动能定理得：
⑦
由等量异种电荷形成的电场特点可知：
⑧
联立①⑦⑧解得：
⑨
21．E=109N/C
【详解】
根据电场强度的定义可知：
代入数据解得：
答案：E=109N/C
22．(1)正电荷(2)
【详解】
(1)对物体受力分析如图，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，
由电场强度方向水平向右，所以小物块带正电；
(2)由平衡可知，在x轴方向
在y轴方向
又电场力，得
解得：
代入数据解得
23．（1）F＝2×10－2N（2）E＝4×105N/C
【详解】
(1)由库仑定律
F＝k
解得
F＝2×10－2N.
(2)由
E＝
解得
E＝4×105N/C
24．（1）2×104N/C．（2）2×10-7C．
【详解】
（1）根据电场强度的定义有：
（2）根据真空中点电荷的场强公式得：