第9章 课时练3 电场 电场强度-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练3电场 电场强度 时间：40分钟 满分：50分 基础达标 细棒及点电荷之间的相互影响) 1~7题，每题3分，共21分。 B.4 1.一只蜜蜂给一朵花带上正电荷后，蜜蜂飞走了。另一 3L 只蜜蜂带同样数量的正电荷飞近了花朵。图中电场 C.2kQ D./34Q 线最能表示蜜蜂和花之间的电场的是 3L 3L2 5.(多远)如图所示，等腰三角形ABC中，底边AC长为 ,∠A=∠C=30°。分别在A、B两点固定两个点电 荷，已知固定在A点的电荷为正电荷，电荷量为Q。 将一带正电的试探电荷放置在C点，其受到的电场 力方向垂直于AC向上，已知静电力常量为k,则下 2.(2024·广东东莞期末)下列四幅图中M,N两点电 列说法正确的是 () 场强度相同的是 ( :M 杷so F ④ ⊙ A.周定在B点的点电荷带正电 B.固定在B点的点电荷带负电 B 9 C.C点的电场强度大小为3Q 32 D.C点的电场强度大小为2y3Q 312 6.如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m 的带有异种电荷的小球A、B(A、B可视为质点)，现 3.如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点， 在B球上施加水平向右，大小为F的作用力后，当两 一个负点电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作 小球保持相对静止时，A、B间的距离为L:若改用方 用下从A点运动到B点，其运动的t图像如图乙 向水平向左，大小为2的力作用在A上后，两小球仍 所示。负点电荷从A运动到B的过程中，其所在电 能保持相对静止时，则A、B间的距离为 () 场的电场分布可能是 B F A.4L B.2L C.L D 7.(情景创新)如图所示，正方形线框由边长 为L的粗细均匀的绝缘棒组成，O是线框 A B A B 的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现 A B C D 在线框上侧中点A处取下足够短的带电 4,如图所示，边长为L的正六边形AB 荷量为q的一小段，将其沿OA连线延长 CDEF除BC外的5条边上分别放置 0 5根长度也为L的相同绝缘细棒。每 线向上移动号的距离到B点处，若线框的其他部分 根细棒均匀带上正电。现将电荷量为 D 的电荷量与电荷分布保持不变，静电力常量为k,则 十Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形儿何中心 此时O点的电场强度大小为 () O点的场强为零。若移走点电荷及AB边上的细棒， 则O点的场强大小为（静电力常量为k,不考虑绝缘 A是 2L 5 拓展提升 11.(2024·重庆璧山中学高二上月考)如图所示，在竖 8~11题每题4分，12题13分，共29分。 直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一 8.如图所示，水平面上有一均匀带电圆环，所带电荷量 点电荷，将质量为m、带电荷量为一q的小球（可视 为十Q,其圆心为O点。有一带电荷量为十q、质量为 作点电荷)从圆弧管的水平直径端点由静止释放，小 m的小球恰能静止在O点上方的P点，O、P间距为 球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则 L。P与圆环上任意点的连线与PO间的夹角都为 固定于圆心O处的点电荷产生的电场在B点处的 9,重力加速度为g,静电力常量为k,以下说法错误的 电场强度为 是 ) A.E=mg,方向竖直向上 AP点场强方向竖直向上 B,P点场强大小为 B.E=2mg,方向竖直向下 q 2 C.P点场强大小为Qcos日 C.E=3mg,方向竖直向上 L D.P点场强大小为Qcos'0 D.E=3mg,方向竖直向下 LP 9.(教材习题变式)a、b两个带电小球的质量均为m,所 12.(2024·湖南岳阳一中月考)静电场的分布可以用电 场线来形象描述，已知静电力常量为是。 带电荷量分别为十q和一q,两球间用绝缘细线连接， a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两 球所在的空间有方向斜向下的匀强电场，电场强度为 E,平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是 米 (1)其空中有一电荷量为Q的正点电荷，其周围电 E 场的电场线分布如图甲所示。距离点电荷处有一 点P,请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P 点场强大小E的表达式： (2)如图乙所示，若在A、B两点放置的是电荷量分 B 别为+q:和一q2的点电荷，已知A、B间的距离为 2a,C为A、B连线的中点，求C点的电场强度的大 小Ec的表达式，并根据电场线的分布情况比较q1 和q2的大小关系。 10.如图所示，绝缘的斜劈M静止在粗糙水平地面上， 带正电的滑块m在平行斜面向下的匀强电场中恰 好沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是 () A,地面对斜劈有摩擦力作用且方向水平向左 B.地面和斜劈之间没有摩擦力作用 C.若场强E逐渐增大，地面对斜劈的摩擦力也增大 D.地面对斜劈的支持力等于斜劈和滑块的重力 之和 66.A 解析 g。只在g.的库仑力作用下运动,由于库仑力做 12.答案 (1)0.045 N (2)4.5×10-*kg 正功,所以q:的动能增加,速度增大;电性相同的两点电 解析(1)根据库仑定律,A、B两球间的库仑力的大小为 荷相互排斥,因此彼此之间距离越来越大,由于电荷量保 0.22 -N-0.045N 持不变,根据库仑定律得,9。所受库仑力将逐渐减小,由 牛顿第二定律得,加速度不断减小,所以q,做加速度逐渐 (2)对A受力分析如图所示。 减小的加速运动,故A正确。 #### 【一题多解】可考虑使用极限法快速得出结论,两电荷间距越 大,库仑力越小,q。的加速度越小,故选A。 7.C 解析 A、B、C三个点电荷要平 衡,三个点电荷必须共线且外侧两 1-1--1■ 点电荷相排斥,中间点电荷吸引外 -ng 侧两点电荷,而且外侧点电荷电荷量大,所以C必须带负电, 根据平衡条件得F.=mgtana Qnd一 4Qqc 解得m-4.5×10-)kg。 ,解得,一L;对B: &Qlgcl4,解得lqel-40,C带负电,则qc--40,选 课时练3 电场 电场强度 ,{ 1.C 解析 花朵和蜜蜂带数量相同的正电荷,蜜蜂和花之间的 项C正确。 电场与等量正电荷之间的电场类似,即电场线均由蜜蜂、花指 8.D 解析 B受到其他三个点电荷的库仑力如图所示,三个力 向外部,C正确。 2.C 解析 根据负点电荷的电场强度方向指向点电荷本身,A (V2L)* 图中M、N两点的场强方向相反,则场强不相同,A错误;根 合力大小为F-F,一F-(^-),D正确。 据场强叠加原理,B图中M、N两点的场强方向不相同,则场 强不相同,B错误;C图中两板间为匀强电场,则M、N两点的 AO..-...-...-.op 场强相同,C正确;根据电场线的疏密表示场强的大小,电场 线上该点的切线方向表示场强的方向,D图中M、N两点的场 r 强方向不相同,大小也不相等,则场强不相同,D错误。 3.C 解析 由题图乙可知,负点电荷从A到B做加速运动,结 _....-c B# 合负点电荷受电场力方向与电场方向相反,可知电场的方向 F R 为从B到A,故D错误;由题图乙可知,负点电荷做加速度逐 渐减小的加速运动,因此该点电荷所受电场力越来越小,电场 9.C 解析 对B球进行受力分析如图所 示,设细绳长为L,由三角形相似可知 强度越来越小,而电场线密的地方电场强度大,则A处的电场 线密,故A、B错误,C正确。 七二L 4.D 解析 由题意可知,电荷量为十Q的点电 m_,现仅将B球的电荷量减少 荷在O点产生的场强大小为E-Q ###)# 1 , a·2q: 1 .mg ,_{,解 大小均为E-Q. 3,因此点电荷及AB边上的细棒在O点的合 10.A 解析 设点电荷C电量为o,A⊙ 43kQ 场强大小E= 43,其方向如图所示。若移走点电荷及 对点电荷C受力分析,如图所示,根 120 ,因为点 AB边上的细棒,那么其余细棒在O点的合场强大小为 据库定律可得F一b E'_43 C处于平衡状态,根据平衡条件B④ tmg 及力的矢量三角形,可得b 5.BC 解析 对放置在C点的试探电荷进行受力分析如图所 示,可知固定在B点的点电荷带负电,A错误,B正确;C点场 -ng,解得_n_ 。._3 强大小E。-E,tan30*-b ”Q。A正确。 ,33* 2,C正确,D错误。 11.D 解析 由平衡条件可知,A与 f B B间、A与C间必是引力,B与C A F 间必是斥力,故B、C带同种电荷, 与A相反,对B球受力分析,如图FfaB60 所示,由平衡条件可得FAcos 6.C 解析 将A和B整体为研究对象,当大小为F的力作用 Img 60{-Fac,同理可得,对C球有 在B时,根据牛顿第二定律可知a:-,以A为研究对象, F Faccos30{}-Fc,设A、B间的距离为1,则A、C间的距离为 可知#$Aqnma;当大小为E的力作用在A上时,加速度 31,B、C间的距离为21,由库仑定律可得F.kqn、 :23,D正确。 解得x一L,C正确。 .2. 7.C 解析 线框上其他部分的电荷在O点产生的电场强度与 >2 A点处对应的电荷量为o的小段在O点产生的电场强度大小 解析(1)在P处放置试探电荷十q,其所受电场力大小为 #)#}# #_} 一## 产生的电场强度为E。一^,由电场强度的叠加原理可知 F-E-E:-^3,C正确。 联立以上两式得E一& 一 8.C 解析 将圆环分为n等份(每一份可以认为 (2)根据电场的叠加得E。= qo_ 每份在P点产生的场强大小为E。一 如图所示,过C作A、B连线的 中垂线,交某条电场线于D点, Qcos*8 由图可知该点场强E。斜向上 o},根据对称性可知,P点处 (_t)# 方,因此>q。 课时练4 静电的防止与利用 于水平方向的合场强为零,则P点的电场强度 1.C 解析 静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零,故 方向坚直向上,其大小为E-nE。cos9&Qcos”} ,故A、D正 C正确。 1* 确,C错误;因小球在P点静止,由二力平衡可得mg一qE,解 2.CD 解析 甲图中,该女生接触带电的金属球,与金属球带同 得P点场强大小E-mg,故B正确。 种性质的电荷,A错误;乙图中,线状电离器B带负电,A带正 q 电,带负电的尘埃被收集在A上,B错误;丙图中,燃气姓中电 【思路导引】通常对于带电荷量均匀的圆环或导体棒,求环或 子点火器点火应用了尖端放电的原理,C正确;丁图中,两条 棒之外某点的场强,一般使用微元法。从圆环上选取一“微 优质的话简线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理,D 元”加以分析,对某一微元运用点电荷的场强公式,利用场强 正确。 叠加原理可知场强为所有微元产生的场强的矢量和。 3.D 解析 野外高压输电线受到雷击的可能性很大,所以在三 9.A 解析 首先取a、整体为研究对象,整体受到重力、电场 条输电线上方还有两条导线,它们与大地相连,形成一个稀疏 力和上方细线的拉力,由于两个电场力的矢量和为F。= 的金属网,起到静电屏蔽的作用,把高压线屏蔽起来免遭雷 qE十(一qE)一0,所以上方细线对小球的拉力与总重力平衡 击,D正确。 故上方细线沿坚直方向;再对带负电荷的小球石研究,可知小 4.D 解析 飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电,电荷在越尖 球6受到的电场力斜向右上方,所以下面的细线向有偏转,选 锐的地方分布越多,可以通过尖端放电将静电释放出去, 项A正确。 选D。 【类题拓展】若带等量异种电荷的质量相同的两球所在的空 5.C 解析 处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零, 间有方向水平向左的匀强电场,则平衡时可能位置如图甲所 故a、b、c三点的电场强度都为零,处于静电平衡状态的导体 示;若此时a带电荷量为十3q,则平衡时可能位置如图乙 内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结 所示。 果,所以感应电荷在球内某点产生的电场强度与MN在这一 点产生的电场强度等大反向,由于c点离MN最近,故MN 在c点的电场强度最大,则感应电荷在c点的电场强度也最 3_ a④+.n 大,故C正确,A、B、D错误。 6.C 解析 甲中不会张开,金属网可以屏蔽外电场,A、D错误; E-0.m -.m-E 乙中会张开,因为金属网未接地,网内的带电体可以对外界产 乙 生影响,B错误;丙中不会张开,因为金属网已接地,网内的带 , 10.A 解析 滑块带正电,所受电场力沿斜面向下;滑块和斜劈 电体对网外无影响,网外的带电体对网内也无影响,C正确。 整体受到重力、电场力、地面的支持力及摩擦力,且合力为 7.D 解析 带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并 零,可知在水平方向上受力平衡,由于电场力有水平向右的 沉积,则电场的方向为由集尘极指向放电极,A错误;根据电 分力,则地面对斜劈的摩擦力方向水平向左,A正确,B错 场线的疏密程度表示电场强度的大小可知,A点的电场强度 误;若场强E逐渐增大,滑块对斜劈的滑动摩擦力大小不变, 大于B点的电场强度,B错误;尘埃在迁移过程中运动方向和 所以地面对斜劈的摩擦力不变,C错误;对斜劈和滑块整体 电场力方向有夹角,运动轨迹不可能与电场线重合,C错误; 分析,整体受到沿斜面向下的电场力,而该电场力具有坚直 尘埃所受的电场力方向与位移方向的夹角为锐角,电场力做 向下的分量,整体处于平衡状态,在竖直方向上根据平衡条 正功,尘埃在迁移过程中动能增大,速度增加,D正确。 件可知,地面对斜臂的支持力大小等于斜劈和滑块的重力之 8.B 解析 电荷在导体表面的分布是不均匀的,根据尖端放电 和再加上电场力沿竖直方向的分力大小,D错误。 原理可知,在导体外表面越尖锐的位置,单位面积上分布的电 11.D 解析 设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为 荷量越多,所以带电体B处比A处电荷密集,故A错误,B正 v,小球的运动方向始终垂直于库仑力,故库仑力不做功,小 确;验电器的C处做成球形是为了使更多的电荷分布在比较 球从A滑到B的过程中,由机械能守恒定律得mgR 尖的金属箔片上,故C、D错误。 9.BC 解析 空腔导体B电荷分布在外表面上,用取电棒C跟 B的内壁接触,由于空腔导体内壁不带电,所以C不带电,不 { 会使验电器的金属箔片张开,A错误;用导线把验电器跟取电 棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触,验电器 取电棒C、导线和导体壳B相当于一个新导体,电荷分布在外 .3.