物理人教版 (2019)3 电场 电场强度课后作业题

这是一份物理人教版 (2019)3 电场 电场强度课后作业题，共17页。试卷主要包含了3电场电场强度同步训练3，6,cs37°=0，4×10－12C，qb＝－2，0×105N/C．等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册9.3电场电场强度同步训练3（含解析）  1．如图所示，A为带正电的点电荷，电量为Q，中间竖直放置一无限大的金属板，B为质量为m、电量为＋q的小球，用绝缘丝线悬挂于O点，平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ，且A、B两个小球在同一水平面上，间距为L，则金属板上的感应电荷在小球B处产生的电场强度大小E为(　　)A．E＝B．E＝C．E＝＋D．E＝－2．真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上,在它们连线上各点的电场强度E随x变化的关系如图所示,下列判断正确的是A．点电荷M、N为异种电荷B．在x轴上,6a>x>3a的区域内,有一点电场强度为零C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1D．若设无穷远处为电势能零点,则x=2a处的电势一定为零3．关于电场，下列说法中正确的是A．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型B．电场是电荷周围空间实际存在的物质C．电荷周围分布的电场线就是电场D．电荷间的相互作用不是通过电场产生的4．已知均匀带电圆盘在圆外平面内产生的电场与一个位于圆心的、等电量的同种点电荷产生的电场相同．如图所示，电荷总量为Q的电荷均匀分布在半径为R的圆盘上，在过圆心O的直线上有A、B两点，O与B，B与A的距离均为R，现以OB为直径在盘内挖掉一个小圆盘，若静电力常量为k，则剩余部分在A处的场强大小为：A． B． C． D．5．如图，真空中固定两个等量的同种点电荷Q1、Q2，A点到Q2的距离是A点到Q1的距离的两倍，已知Q1在A点产生的场强的大小为E，方向水平向右．则Q2在A点产生的场强的大小和方向A．2E，水平向右B．，水平向右C．4E，水平向左D．，水平向左6．关于静电场，下列说法正确的是A．元电荷就是点电荷B．库仑力和万有引力是性质不同的两种力C．电场线不是实际存在的线，所以引入电场线没有意义D．电场中某点电场强度的方向与点电荷在该点所受的静电力的方向相同7．关于电场强度E，下列说法正确的是A．由E＝知，若电场中某点不放检验电荷，该点场强E为0B．由E＝知，若q减半，则E变为原来的2倍C．由E＝k知，以Q球心、r为半径的球面上，各点场强均相同D．由E＝k知，Q不变时，r越大，场强越小8．如图是电场中某区域的电场线图，电场中的三个点A、B、C的电场强度分别为EA、EB、EC，，则关于EA、EB、EC大小的判断，正确的是（   ）A．EA＞EB＞EC B．EB＞EC＞EA C．EC＞EA＞EB D．EB＞EA＞EC9．如图是某一点电荷的电场线分布图．下列表述正确的是A．a点的电势低于b点的电势B．该点电荷带正电C．a点和b点电场强度的大小相同D．a点和b点电场强度的方向相同10．电场线可以形象地描述电场的强弱和方向．下图为等量异种电荷电场的电场线分布图，M、N为该电场中的两点，下列说法中正确的是(    )．A．左侧电荷带负电，右侧电荷带正电B．左侧电荷带正电，右侧电荷带负电C．M、N两点电场强度方向相同D．M、N两点电场强度大小相等11．如图所示，16个电荷量均为+q(q>0)的小球(可视为点电荷)，均匀分布在半径为R的圆周上若将圆周上P点的一个小球的电荷量换成-2q，则圆心 0点处的电场强度为A．，方向沿半径向左B．，方向沿半径向右C．，方向沿半径向左D．，方向沿半径向右 12．如图所示，真空中有一负点电荷Q，A、B两点与该点电荷在同一平面内，其电场强度的大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB．现将另一带电量很小的正电荷先后放在A、B两点，该正电荷在A、B两点受电场力的大小分别为FA、FB，所具有的电势能分别为EPA、EPB．以下判断中正确的是A．EA<EB    FA<FBB．EA>EB    FA>FBC．φA<φB EPA<EPBD．φA>φB EPA>EPB13．下列几种电荷形成的电场中，电场线分布的大致图形正确的是A． B．C． D．14．如图所示,某条电场线上有a、b、c三点，其中ac=cb=10cm，已知a、b两点的电势分别为φa=-6V,φb=4V, 若将一点电荷从b点由静止释放,仅在电场力作用下沿着电场线向a点做加速度逐渐减小的加速直线运动,则下列判断正确的是(   )A．该点电荷带正电B．电场在c点处的电势为φc=-1VC．该电场的场强E=100N/CD．该点电荷从b点运动到c点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多  15．（1）密立根油滴实验如图所示：在电介质为空气的电容器中，观测以某速度送入的一个油滴，这油滴经过一会儿达到一个恒定的速度v1，这时在板间距为d的两极板加上电压为U的电场，再过一会儿达到另一恒定速度v2（方向向下）．在这样短的时间内速度变为恒定，说明油滴受到空气阻力的作用，这个力的大小与速度成正比，可表示为kv(式中k为常量)而方向与速度方向________（选填“相同”或“相反”）．设油滴质量为m，电量为q，写出这两种情况下的方程式①________；②________．（2）下面的表是通过这样的实验所测得的不同油滴所带电量q值的一个实例：q的测定值(单位：10－19C)分析这些数据可知液滴的带电量是不是元电荷的整数倍：______（选填“是”、“否”） 16．一质量为 m、电荷量为﹣q 的带电小球在竖直方向的匀强电场中处于静止状态，重力加速度为 g，则电场的方向为竖直向_____（选填“上”或“下”），场强大小为_____.17．电荷量为的点电荷置于电场中的P点，所受的电场力大小为，方向向右，则P点的电场强度大小_________，方向_______ （填“向右”或“向左”）．若把P点的电荷换成电荷量为的点电荷，则P点的电场强度大小_________，方向_______ （填“向右”或“向左”）．若移走P点的电荷，则P点的电场强度大小为_____ 18．竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷(如图)，两板之间形成的电场是匀强电场．板间用绝缘细线悬挂着的小球质量m=4．0×10－5kg，带电荷量q=3．0×10－7C，平衡时细线与竖直方向之间的夹角α=37°．求：(1)A、B之间匀强电场的场强多大?(2)若剪断细线，计算小球运动的加速度，小球在A、B板间将如何运动?19．氢原子的核外电子质量为m，电荷量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1，静电力常量为k，求：（1）电子的运动动能；（2）电子绕核的运动频率．20．如图所示,点电荷Q的电场中，电量q＝1.0×10－10C的点电荷P与点电荷Q距离r＝0.1m处受到的电场力为9.0×10－5N．已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2．求：（1）点电荷Q在P处的电场强度多大？（2）点电荷Q的电量多大？ （3）把在P处的点电荷换为一粒不带电的黑芝麻，则黑芝麻受到的静电力多大？求此时P处的场强大小和方向？21．如图所示，小球的质量为，带电量为，悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动．问：（1）小球的带电性质；（2）电场强度的大小；（3）若剪断丝线，求小球的加速度大小．22．如图所示，真空中竖直放置半径为R的光滑半圆环，圆环最低点固定一个点电荷Q；质量为m、电荷量为+q的小圆环最初静止在图中所示的B点，此时θ=30°．现让小圆环从右侧最高点由静止释放．已知重力加速度为g，静电力常量为k，距离带电荷量为Q的点电荷为r的点电势可以表示为Φ=Kq/r，求：（1）半圆环最低点固定的点电荷的电量Q；（2）小环向下运动过程中的最大速度vm．23．用一根长为l的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为m，所带电荷量大小为q．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成37°角（已知重力加速度为g，sin37°=0.6,cos37°=0.8，轻绳质量不计）．(1)小球带何种电荷；(2)求匀强电场的强度E的大小；24．如图所示，abc处在真空中，边长分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm．两个带电小球固定在a、b两点，电荷量分别为qa＝6.4×10－12C，qb＝－2.7×10－12C．已知静电力常量k＝9.0×109Nm2/C2，求c点场强的大小及方向．
参考答案1．D【解析】设点电荷在B处产生的场强为E1，金属板在B处产生的场强为E2，B处的场强为E．矢量叠加．受力分析可求 ．．由以上式子联立可得．综上分析，D正确．2．C【解析】【详解】若两电荷为异种电荷，在x=2a处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷，故A错误；两电荷为同种电荷，在x轴上，只有一点电场强度为零，即2a处，在x轴上6a>x>3a的区域内不可能存在电场强度为零的点，故B错误；M在2a处产生的场强为 E1=k，N在2a处产生的场强E2=k，由于2a处场强为0，故E1=E2，所以解得QM=4QN，故C正确；若设无穷远处为电势能零点，电荷从无穷远处到x=2a处电场力做功不为零，x=2a处电势不为零，故D错误；故选C．【点睛】此题只要把握了同种性质和异种性质的点电荷产生的电场的分别特点就能顺利解决此类问题．注意电场强度为零时，电势不一定为零．3．B【详解】A．电荷周围存在电场，电场是客观存在的物质，不是理想模型，故A错误．B．电场是电荷周围空间实际存在的特殊物质．故B正确．C．电场线是人们为了形象地描述电场强弱和方向而引入的，它不是真实存在的，电荷周围分布的是电场，不是电场线，故C错误；D．电荷间的相互作用是通过电场发生作用的．故D错误。故选B．4．C【解析】由题意知，半径为R的均匀带电圆盘在A点产生场强为：同理割出的小球半径为，因为电荷平均分布，其带电荷量为：则其在A点产生的场强：所以剩余空腔部分电荷在A点产生的场强为：所以选择C.【点睛】本题采用割补的思想方法求解，先求出整个大盘在B点产生的场强，再求出割出的小圆盘在A点产生的场强，利用整体场强等于剩余部分在A点产生场强和割掉的小圆盘在A点产生的场强矢量和，从而求出A处的场强5．D【详解】Q1在A点产生的场强的大小为方向向右；则Q2在A点产生的场强的大小方向水平向左；故选D.6．B【解析】点电荷是忽略自身大小的一种理想化的物理模型，元电荷是指电子或质子所带的电荷量，故A错误；库仑力和万有引力是性质不同的两种力，选项B正确；电场线不是实际存在的线，但它可以形象的描述电场，所以引入电场线有意义，选项C错误；电场中某点电场强度的方向与正的点电荷在该点所受的静电力的方向相同，选项D错误；故选B.7．D【解析】【详解】AB．电场强度只由电场本身决定，与检验电荷的电量以及电场中是否放检验电荷无关，选项AB错误；C．由E＝k知，以Q球心、r为半径的球面上，各点场强大小均相同，但是方向不同，选项C错误；D．由E＝k知，Q不变时，r越大，场强越小，选项D正确；故选D.8．D【详解】电场线的疏密表示电场强度的大小，由图看出，B处电场线最密，场强最大，C处电场线最疏，场强最小，则A、B、C三点电场强度的大小关系，所以EB＞EA＞EC.故选D．9．A【解析】根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的，依据沿电场线方向电势降低，则知a点电势低于b点电势，故A正确．根据电场线的方向特点，可知该点电荷带负电，故B错误．电场线越密的地方电场强度越大，则a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小，故C错误．由题图可看出a点和b点电场强度的方向不同，故D错误；故选A．点睛：熟悉正、负点电荷，等量同种、等量异种电荷周围电场分布情况往往是解题关键．电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低．10．B【解析】由图可知，电场线从正电荷出发，终止于负电荷，则左侧电荷带正电，右侧电荷带负电，所以A错误，B正确；根据电场线的疏密体现电场强度强弱，而电场线某点的切线方向，即为电场强度的方向，则M、N两点电场强度方向不相同，大小不相等，故CD错误；故选B．点睛：本题考查的就是等量异种电荷的电场的分布，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单．11．D【解析】该点场强可以看成是与P对称的那个电荷+q和P点的电荷-2q在该点场强的叠加，根据点电荷的场强公式得+q 的点电荷在圆心O点处的电场强度大小为，方向向右，点电荷-2q在圆心O点处的电场强度大小为，方向向右，所以叠加来是，方向沿半径向右．故选择D.【点睛】该题考查了场强叠加原理，还有对对称性的认识．由于成圆周对称性，所以如果没改变电荷之前肯定圆心处场强为0，而该点场强是所有电荷在该点场强的叠加，可以把这些电荷归为两类：一种是要移去的电荷，另一种是其他电荷．不管怎样，总之这两种电荷产生的合场强为0，所以只要算出改变的电荷在该点的场强和与它对称的电荷的场强即可得到．12．BC【详解】AB.根据点电荷产生电场的电场强度E= ，A点距离点电荷Q较近，电场强度较大，正电荷在A点受电场力较大，即FA>FB，故A错误，B正确；沿电场线电势降低，负点电荷的电场线指向点电荷，A点电势低于B点电势，即φA<φB，根据电势能EP=qψ，A点电势能低于B点电势能，即EPA<EPB，故C正确，D错误．故选：BC13．BC【解析】正点电荷的电场线方向向外，负点电荷的电场线的方向向里．故A错误，B正确；等量异种点电荷的电场线从正电荷发出，到负电荷处为止，故C正确，D错误；故选BC．14．AD【解析】A、沿着电场线方向电势降低，则电场强度方向从b到a，将一点电荷从b点由静止释放，仅在电场力作用下沿着电场线向a点加速运动，则电场力方向由b到a，所以该电荷为正电荷，故A正确；B、C、点电荷从b到a的过程中，加速度逐渐减小，则电场力逐渐减小，电场强度逐渐减小，则c点处的电势小于-1V，电场是非匀强电场，故无法求出场强，故B、C均错误；D、由可知Ubc>Uca，则由可知电荷从b点运动到a点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多，故D正确．故选AD．【点睛】知道电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场的强弱，电场线的方向表示电势的高低，明确电场力做功与电势能的关系．15．相反            是    【解析】【详解】（1）[1][2][3]．油滴受到空气阻力的作用，方向与速度方向相反．对油滴受力分析，油滴达到恒定速度时，处于平衡状态，据平衡状态合力为零得：（2）[4]．分析这些数据可知液滴的带电量是元电荷的整数倍16．下        【解析】因为小球处于静止状态，所以合力为零，小球受重力和电场力作用，而重力方向竖直向下，所以电场力方向必然竖直向上，又因为小球带负电，故电场方向竖直向下，且有．【点睛】注意负电荷受到的电场力方向和电场方向相反．17．    向左        向左        【解析】【详解】[1][2]P点的电场强度大小为，方向与点电荷所受电场力方向相反，水平向左．[3][4]电场强度是描述电场本身性质的物理量与试探电荷无关；所以若把P点的电荷换成电荷量为+2.0×10-12C的点电荷，则P点的电场强度大小仍为4.0×105N/C，方向水平向左；[5]移去P点的电荷，则P点的电场强度大小仍为4.0×105N/C．18．(1)E=1×103N/C  (2) 12.5m/s2【解析】【详解】（1）小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件有：F=qE=mgtanα解得：匀强电场的电场强度的方向与电场力的方向相同，即水平向右；（2）剪断细线后，小球做偏离竖直方向，夹角为37°匀加速直线运动，设其加速度为a由牛顿第二定律有：解得：【点睛】本题是带电体在电场中平衡问题，分析受力情况是解题的关键，并能根据受力情况判断此后小球的运动情况．19．（1）   （2）【详解】(1)原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：电子运动的动能Ek= mv2=(2)原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：电子绕核转动的频率20．(1) 9.0×105 N/C  (2) 10-6C    (3)0；9.0×105 N/C，方向由Q指向P【详解】（1）根据电场强度的定义式．得： （2）根据库仑定律， 
得：（3）把在P处的点电荷换为一粒不带电的黑芝麻，则黑芝麻受到的静电力为零；此时P处的场强大小和方向均不变，即大小为9.0×105 N/C，方向由Q指向P.21．（1）小球带正电   （2） （3）【解析】【详解】（1）对小球进行受力分析，如图；由电场力的方向可确定小球带正电；（2）根据共点力平衡条件，有qE=mgtan300
解得： 
（3）当线断丝线后，小球的合力为
由牛顿第二定律，则有： 
小球将做初速度为零，加速度的方向沿着线的反向，大小为11.54m/s2，匀加速直线运动．【点睛】本题关键是对小球受力分析，明确带电小球受电场力、细线的拉力和重力，根据共点力平衡条件及牛顿第二定律列示求解．22．（1） （2） 【解析】(1)小圆环在B点静止，此时小圆环所受合力为零．受力分析如图所示：即：解得：(2)对小圆环，解得： 【点睛】本题考查了库仑定律与共点力平衡、牛顿第二定律以及圆周运动的综合运用，知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．23．（1）正（2）【解析】（1）小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，电场力与场强方向一致，可知小球带正电；（2）由平衡条件得：mgtan37°=qE解得： 24．   方向与由a指向b的方向相同【解析】【详解】如图所示，a、b两电荷在c点的场强分别为Ea＝k＝36N/C Eb＝k＝27N/C 由几何关系，有E2＝Ea2＋Eb2 解得E＝45N/C方向与由a指向b的方向相同.