第9章 第3节 电场 电场强度（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

第3节　电场　电场强度 课后·限时作业 （建议用时：40分钟） （见学生用书P143） [基础题组练] 题组一　电场　电场强度 1.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是 （　　） A.根据电场强度的定义式E＝，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B.根据真空中点电荷电场强度公式E＝，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 C.根据库仑定律，当两个电荷之间的距离接近于0时，两电荷之间的库仑力将无穷大 D.以上说法都不对 B　解析电场强度取决于电场本身，与试探电荷的有无无关，因此不能理解为电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比，选项A错误；根据真空中点电荷电场强度公式E＝，可知电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比，选项B正确，D错误；当两个电荷之间的距离接近于0时，两电荷不能看成点电荷，库仑定律不再适用，选项C错误，D错误. 2.（多选）关于场强的两个公式①E＝，②E＝k，下列说法正确的是 （　　） A.公式①适用于任何电荷形成的电场 B.公式①中，F是放入电场中的点电荷受的电场力，q是产生电场电荷的电量 C.公式②只能在真空中适用且只能用于点电荷形成的电场 D.公式②中，Q是产生电场电荷的电量 ACD　解析因公式①为电场强度的定义式，适用于任意电场，选项A正确；公式①中，q为试探电荷的电量，即为放入电场中电荷的电量，而F是放入电场中的电荷所受的电场力，选项B错误；公式②是由库仑定律得出的真空中点电荷周围的场强，故只能适用于真空中点电荷形成的电场，选项C正确；公式②中，Q是场源电荷，r是到场源电荷的距离，选项D正确. 题组二　点电荷的电场及电场强度的叠加 3.在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中，有一个点P ，P点与q1的距离为r.把一个电量为q2的检验电荷放在P点，它受的静电力为F ，则P点的场强大小为 （　　） A. B.k C.k D.以上都正确 B　解析由电场强度定义式E＝，选项A错误；由点电荷的电场强度公式，P点的场强大小为E＝k，选项B正确，C、D错误. 4.如图所示，三个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形ABCD的三个顶点上，正方形边长为a，对角线交点为O，则D点与O点的电场强度大小之比为 （　　） A. B. C. D. A　解析三个电荷的电荷量相等，A、C处两电荷在O点的合电场强度为零，则O点的电场强度等于B处点电荷在O点产生的电场强度，其大小为EO＝＝，A、C处两电荷在D点的电场强度大小相等均为E＝，方向相互垂直，合电场强度大小为ED1＝，方向由O指向D，B处点电荷在D点的电场强度大小为ED2＝＝，方向由D点指向O点，则D点电场强度大小为ED＝ED1－ED2＝，则两点电场强度大小之比为，选项A正确. 5.如图所示，A、B、C、D、E是真空中圆心为O，半径为a的圆弧上的5个等分点，在B、C、D、E点分别固定一个电荷量为q的正点电荷，在A点固定一个电荷量为2q的负点电荷，静电力常量为k，则圆心O处的电场强度大小为 （　　） A. B. C. D. C　解析将A点的点电荷看作电荷量为q的正点电荷和电荷量为3q的负点电荷组合，圆弧上5等分点上的5个电荷量相等的点电荷在圆心O处形成的电场强度之和为0，电荷量为3q的点电荷在圆心O处形成的电场强度为E＝k，选项C正确. 6.如图所示，A、B、C、D是菱形的四个顶点，菱形的边长为a，∠A＝∠C＝60°.A、C两点放有电荷量均为＋q的点电荷，在D点放了点电荷Q后，B点的电场强度等于0.已知静电力常量为k，则 （　　） A.Q所带的电荷量为－2q B.Q所带的电荷量为＋2q C.O点的电场强度大小为 D.O点的电场强度大小为 D　解析根据电场强度的叠加可知两个正点电荷在B点的合电场强度为E1＝2××sin 30°＝，沿着DB方向，在D点放了某个未知点电荷Q后，恰好B点的电场强度等于0，可知位置点电荷为负电荷，有｜E2｜＝｜E1｜＝，可得Q＝－q，选项A、B错误；两个正点电荷在O点的合场强为零，则O点的电场强度的大小E＝＝，选项C错误，D正确. 题组三　电场线 7.（多选）关于电场线，下列说法正确的是 （　　） A.电场线的方向，就是电荷受力的方向 B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 C.电场线越密的地方，同一电荷在此处所受电场力越大 D.静电场的电场线不可能是闭合的 CD　解析正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则电场线的方向，不一定是电荷受力的方向，选项A错误；如果电场线不是直线，正电荷只在电场力作用下不沿电场线运动，选项B错误；电场线越密的地方，电场强度越大，同一电荷在此处所受电场力越大，选项C正确；电场线是不闭合的，选项D正确. 8.把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则 （　　） A.由图甲可知，电场线是真实存在的 B.图甲中，没有头发屑的地方没有电场 C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度 D.在图乙电场中A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点 C　解析电场线是假想的，不是真实存在的，选项A错误；题图甲中，没有头发屑的地方同样也有电场存在，选项B错误；题图乙中A点的电场线较B点密集，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项C正确；因A、B之间的电场线为曲线，根据物体做曲线运动的条件可知，在题图乙电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点，选项D错误. 9.（多选）如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两点电场强度的大小，有 （　　） A.a、b两点的电场强度方向相同 B.因为电场线是直线，所以Ea＝Eb C.因为电场线由a指向b，所以Ea＞Eb D.不知道a、b附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小不能确定 AD　解析在直线电场线上，箭头所指的方向就是电场强度的方向，所以a、b两点的电场强度方向相同，不知道a、b附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小不能确定，选项A、D正确. [能力提升练] 10.如图所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d，E、G两点分别固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零，若将H点的负点电荷移到O点，则F点处电场强度的大小和方向为（静电力常量为k）（　　） A.，方向水平向右 B.，方向水平向左 C.，方向水平向右 D.，方向水平向左 D　解析当负点电荷在H点时，F点处电场强度恰好为零，根据E＝k可得负点电荷在F点产生的电场强度大小为E＝k，方向水平向左，故两个正点电荷在F点产生的合电场强度大小为k，方向水平向右；负点电荷移到O点，在F点产生的电场强度大小为E1＝，方向水平向左，所以F点的合电场强度大小为－k＝，方向水平向左，选项D正确，A、B、C错误. 11.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电荷量大小为q和2q，图中两点电荷连线长度为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称.由图可知（k为静电力常量） （　　） A.P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.右边的小球带电荷量为－2q D.两点电荷连线的中点处的电场强度为3k D　解析电场线的疏密表示电场强度的相对大小，根据题图可知，P点电场强度大小等于Q点电场强度大小，但是两点电场强度的方向不同，则电场强度不相同，选项A错误；同理，M点的电场线较N点密集，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，选项B错误；根据电场线的方向可知，右边的小球带负电，但是带电荷量小于左边的小球的带电荷量，选项C错误；依据E＝k及电场强度叠加原则，则两点电荷连线的中点处的电场强度为E合＝k＋k＝3k，选项D正确. 12.（多选）如图所示，匀强电场中，在P、Q两点放置等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，A、B、C、D、F、G、H、I是以O为圆心的圆周上均匀分布的8个点，其中D、I两点在P、Q连线上.则下列说法正确是 （　　） A.A点和F点电场强度大小相等，方向相反 B.I点和D点电场强度大小相等，方向相同 C.B点和G点电场强度大小相等，方向相同 D.F点和H点电场强度大小相等，方向相同 BC　解析由等量异种电荷电场分布情况可知，关于二者连线中点对称的两点电场强度大小相等，方向相同，题目中各点的电场是由点电荷形成的电场与匀强电场叠加而成的，叠加时遵循平行四边形定则.因为A、F两点关于O点对称，所以两点电荷在A、F的电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后A点和F点电场强度大小相等，方向相同，选项A错误；因为I、D两点关于O点对称，所以两点电荷在I与D两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后I点和D点电场强度大小相等，方向相同，选项B正确；因为B、G两点关于O点对称，所以两点电荷在B与G两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后B点和G点电场强度大小相等，方向相同，选项C正确；点电荷在H与F两点电场强度大小相等，方向不相同，则与匀强电场叠加后电场强度不相同，选项D错误. 13.如图所示，有三根长度均为L＝0.3 m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m＝0.12 kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q＝3×10－6 C.A、B之间用第三根线连接起来.在水平向左的匀强电场E作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直.（静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，g取10 m/s2） （1）求此匀强电场的电场强度E的大小； （2）现将P、A之间的细线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置.求此时Q、B间细线所受的拉力FT的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角θ. 解析（1）B球水平方向所受合力为零，则B球一定带负电，设B球的电荷量为qB，故qBE＝k， 解得E＝k＝9×109× N/C＝3×105 N/C. （2）两球及细线最后位置如图所示，根据受力分析及共点力平衡条件可得FT＝2mg＝2×0.12×10 N＝2.4 N， 则tan θ＝＝＝， 解得θ＝37°. 答案（1）3×105 N/C　（2）2.4 N　37° 学科网（北京）股份有限公司 $$