(练习)5 课时分层训练( 四 ) 点电荷的电场 匀强电场 静电的利用与防护-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(四)　点电荷的电场　匀强电场　静电的利用与防护 知识点1　点电荷的电场强度 1．(多选)在真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个带电荷量为q(q≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的电场强度大小为(　　) A. B. C. k D. k BD　由电场强度的定义可知A点电场强度为E＝，又由库仑定律知F＝，联立解得E＝k，B、D对，A、C错。 知识点2　场强叠加原理 2．如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为(　　) A. 　　B. 　　C. 　　D. B　带电小球a、b在c球位置处产生的场强大小均为Ea＝Eb＝，方向如图所示， 根据平行四边形定则，其合场强大小为Eab＝2k·cos 30°＝，电场Eab应与外加的匀强电场E等大反向，即E＝，B项正确。 3.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°。电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为(　　) A. 1∶2 B. 2∶1 C. 2∶ D. 4∶ B　依题意，设M、N点的点电荷的带电荷量分别为＋Q、－Q，由场强叠加原理可知，每个点电荷在O点产生的电场强度为，则当N点处的点电荷移至P点时，O点电场强度如图所示， OP与ON的夹角为120°，合场强大小为E2＝，则＝，故选B。 知识点3　匀强电场 4．带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，下列说法正确的是(　　) A. 这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看成匀强电场 B. 电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度 C. 电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度 D. 若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板 D　由于题图中平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线，所以不是匀强电场，A项错误；从电场线分布看，A点处的电场线比B点处密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，B、C两项错误；A、B两点所在的电场线为一直线，电荷受力方向沿着这条直线，所以将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，D项正确。 知识点4　静电的利用与防护 5．一金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　　) A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea＝Eb＝Ec C　静电平衡后，感应电荷在球内产生的场强和带电棒MN在球内产生的场强等大、反向、共线。因c点离MN最近，故感应电荷在c处产生的场强最大，即C项正确。 6.如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成，有关静电除尘的原理，以下说法正确的是(　　) A. A接高压电源负极，B接高压电源正极 B. 煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上 C. 靠近B处电场强度大，B处附近空气被电离成阳离子和电子 D. 煤粉等烟尘在强电场作用下电离成阴、阳离子，分别吸附在B和A上 C　在静电除尘器中，通过除尘器中的金属丝与金属管间的直流高压，在金属丝附近产生极强的电场，该强电场将附近空气电离成阳离子及电子，煤粉等烟尘吸附电子后，在电场力的作用下被吸附到金属管的内壁上，根据金属丝与金属管间电场线的分布可分析出靠近金属丝处电场强度比靠近金属管处的电场强度大。故选C。 7．如图所示，AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O。将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径。要使圆心处的电场强度为0，可在圆周上再放一个电荷量为Q的点电荷，则该点电荷(　　) A. 可放在A点，Q＝2q B. 可放在B点，Q＝－2q C. 可放在C点，Q＝－q D. 可放在D点，Q＝－q C　根据电场叠加原理和点电荷的场强公式得，电荷量为＋q的点电荷在圆心O处的场强与电荷量为－q的点电荷在圆心O处的场强的合场强方向由O点指向D点，大小为E1＝k；要使圆心O处的电场强度为0，只要点电荷Q在圆心O处产生的场强方向由O指向C，且大小也为k，所以点电荷可放在C点且Q＝－q或放在D点且Q＝q，C项正确。 8．在x轴的原点