课时作业4电场 力电场强度的性质及综合应用-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册(人教版)

课时作业4电场（力）、电 A级基础巩固练 1.几个点电荷周围电场的分布如图所示。则 带负电是( ) A.甲、乙 B.丙、丁 C.只有乙 D.甲、丙、丁 2.在相距为r的A、B两点分别固定两个点电 荷，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电 的试探电荷g,则下列说法正确的是() A.如果q在C点受力为零，则两个点电荷一 定是等量异种电荷 B.如果q在AC段上的某一点受力为零，则 Q4一定是负电荷，且电荷量的关系有 QA<QB C.如果g沿AB的垂直平分线移动时受力 方向始终不变，则Q4和QB一定是等量同 种电荷 D.如果q在AB延长线离B较近的D点受 力为零，则Q4和QB一定是异种电荷，且 电荷量的关系有QA>QB 3.如图所示为一对不等量异种点电荷的电场 线分布，下列说法正确的是( ) 19 场强度的性质及综合应用 A.Q1的电性无法确定 B.B处没有电场线，故B处电场强度为零 C.电子在A点受到的静电力大于在B点受 到的静电力 D.电子在A点的加速度小于在B点的加 速度 4.如图所示，真空中A、B、C三点的连线构成 一个边长L=1m的等边三角形，AD为BC 连线的中垂线，D为连线中点.若将电荷量 均为q=十1×10-6C的两点电荷分别固定 在B、C点，已知静电力常量k=9×109N· m2/C2,则( ) B D A.两点电荷间的库仑力大小为9×103N B.将一负点电荷放在D点受到的电场力 最大 C.A点的电场强度的大小为9√3×103N/C D.从D到A电势逐渐升高 5.如题图所示，一用绝缘轻绳连接的带电小 球，静止于水平向右的匀强电场中，轻绳与 竖直方向之间的夹角0=60°。已知重力加 速度大小为g,剪断轻绳瞬时，该小球的加速 度大小为( A.2g B.√3g C.g D号 05 B级》综合提升练 6.用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，小球的 质量为2.0×10-3kg,所带电荷量为3.0× 108C。现沿水平方向施加向右的匀强电 场，平衡时细绳与竖直方向的夹角为30°，如 图所示。重力加速度g取10m/s2。则下说 法中正确的是( ) E 30 A电场对g的作用力为号×10N B.细绳内的张力为2.0×10-2N C电场强度号×10v/m D.小球q不能视为点电荷，因而其所受电场 力不能用F=qE计算 7.如图所示，质量为m的带电物体（可视为质 点)用绝缘轻绳拴接置于高为h=1.8m的 绝缘水平桌面上，整个空间加上水平向右， 大小E=200N/C的匀强电场后，物体与桌 面间刚好没有压力，轻绳与竖直方向的夹角 为α=37°，物体到桌面右边缘的距离为x= 2.5m,某时刻将轻绳剪断，经过一段时同物 体落在水平地面上。已知物体与桌面间的 动摩擦因数为以=寻，物体所带的电荷量为 q=1.5×10-2C,重力加速度g取10m/s2, sin37°=0.6，不计空气阻力。求： LLLLLL a (1)小球的质量m; 19 (2)物体到达桌面右边缘时的速度大小； (3)物体的落地点到桌面右边缘的水平 距离。 6解得qB=mgL 10kg (3)小球B向下运动到N点时，速度达到最大值，根 据平衡条件可得 mgsin.37°=kg9s 解得d-吾L。 课时作业3电场电场强度 1.C元电荷是最小的电荷量，A错误；由公式F=Eq, 可见电荷在电场中受到的电场力大小还跟自身的电 荷量有关，B错误；两个点电荷之间的库仑力是一对 相互作用力，则不论它们的电荷量是否相等，它们之 间相互作用的库仑力大小一定相等，C正确；物理学 规定电场中某点的电场强度方向跟正试探电荷在该 点的受力方向相同，D错误。故选C。 2.B电场看不见，摸不着，但电场实际存在，A错误； 每个电荷在周围空间会产生电场，对放入其中的电荷 有力的作用，反之亦然，故电荷间的相互作用是通过 电场发生的，B正确；E=为电场强度的定义式，E 与F、9无关，与电场的本身属性有关，C错误；E=b 是点电荷产生的电场强度的决定式，E与场源电荷Q 成正比，与2成反比，与检验电荷无关，所以放入电场 中某点的检验电荷电荷量Q越大，则该点的电场强 度不变，D错误。故选B。 3.D根据已知条件可得E=F=.0×10 91.0x10-9N/C= 2.0×103N/C,电场强度只由电场自身决定，所以取 走试探电荷，则该点的电场强度大小仍为2.0×103N/C。 故选D。 4.D图中a、b电场强度大小相等，方向相反，A、C错 误；图中a、b电场强度大小和方向均不相同，B错误； 由对称性可知图中α、b两点电场强度大小相等，且方 向都是水平向右，D正确。故选D。 5.B当带正电的点电荷放在A点，电场向左，根据点 电荷产生的电场公式E。=k号，又O点的场强大小 为2E,所以E。=E,一E=E=kQ,若将这个点电 COA 3 荷放在B点，则电场向右，大小为E=Q A、B、C处三个点电荷在P点的场强分别为EAP= 品一号<E,所以，此时0点的场强为B。一E 9,Em一9-织，B。--,根据矢量的 r2 合成可知A、B、C处点电荷在P点叠加的场强为Ep 一E。=E,方向水平向左。故选B。 =2×9×cos60°+9-9，方向竖直向下.C错 6.Da、b两点的电场强度大小不同，方向不同，A错 误，D正确。故选AD。 误；正电荷在a点受到电场力方向与电场强度方向相 同，负电荷在α点受到电场力方向与电场强度方向相 10,答案：(1E=g是（2F=108,方向向左 9d2 反，B错误；由于电场线不是直线，所以电荷在a点静 解析：(1)设带电薄板在A点产生的电场强度为E, 止释放，它在电场力作用下运动的轨迹与电场线不一 对试探电荷受力分析可得 致，C错误；由电场线的疏密程度可知，a点的场强大 k器=西 于b点的场强，则同一点电荷放在a点受到的电场力 解得 比放在b点时受到电场力大，D正确。故选D。 7.BA点的电场强度方向与电场线方向一致，即沿电 E=品. 场线向右，A错误，B正确；正点电荷在某点所受静电 (2)带电薄板在A,点产生的电场强度为E,方向向 力方向与该点的电场强度方向相同，即正电荷在A 右，由对称性可知在B点产生的电场强度也为E,方 点所受静电力方向为向右，C错误；由于是匀强电场， 向向左，对B点的试探电荷受力分析得 正点电荷在此电场中所受静电力沿电场线方向大小 F-Eg+kQq-10kQq d29d2 不变，D错误。故选B。 方向向左。 8.BC根据电场的叠加原理可知，Q和Q3在P点产 课时作业4 生的合场强方向与Q2在P点产生的场强方向等大反 向，根据三角形法则可知，Q和Q均带负电。0。= 电场（力）、电场强度的性质及综合应用 1.C电场线是由正电荷或无穷远出发指向无穷远或 sin30,设PQ间距为L,其中E,= E sin120 负电荷，可知甲、丙、丁带正电，乙带负电。故选C。 2.D如果试探电荷在C点受力为零，由平衡条件可知 kg L 2 瓷2，解得B=B-2,结合点电荷 cos30° kQAg=kQ9且rc=rc,解得Q=QB,Qa和Qm对 TAC rBC 杨强公式，有6-会，-品，解得Q=- q的静电力方向相反，则两个点电荷一定是等量同种 49, 电荷，A错误；如果q在AC段上的某一点受力为零， Q=一√3q。故选BC。 设为E点，由平衡条件可知g=Qg且ru< 9.AD根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向 沿y轴负向，大小为E=g+2XX4g×cos60°= r,解得QA<QB,Qa和QB对q的静电力方向相反， r2 则Qa和QB一定是同种电荷，QA不一定是负电荷，B 9,A正确，B错误：三个点电荷在P点的场强 错误；QA、QB带等量正电荷时，由静电力叠加知，q沿 AB的垂直平分线移动时，受力方向沿垂线方向背离 如图。 C点，即在AB上方时，其受力方向向上；在AB下方 时，其受力方向向下；当其位于AB中点时，受力为 0,无方向。QA、Q带等量负电荷时，同理分析，C错 误；如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零， 则kQ4g=kQg且rD>rm,可得QA>Q,Q和QB TAD r BD 61 3 对q的静电力方向相反，则Qa和QB一定是异种电 荷，D正确。故选D。 3.C根据题图电场线方向由Q1指向Q2,可知Q带正 电，A错误；电场线实际并不存在，没有画出电场线的 位置不代表没有电场，根据电场强度叠加原理可知B 处电场强度不为零，B错误；根据电场线的疏密程度 可知，A点的场强大于B点的场强，则电子在A点受 到的静电力大于在B点受到的静电力，根据牛顿第 二定律可知，电子在A点的加速度大于在B点的加 速度，C正确，D错误。故选C。 4.C两点电荷间的库仑力大小为F=号=9×10× 1X10)2N=9×103N,A错误；在D点的负点 12 电荷和B、C两点处正点电荷的电场力等大反向，合 力为零，合力最小，B错误；A点的电场方向如图所示 则A点的电场强度的大小为E=9c0s30° 2X9X10×1X10×5N/C=9V3×10N/C,C 12 2 正确；电场线的分布由B、C两点向外延伸，可知从D 到A的电势逐渐降低，D错误。故选C。 5.A对小球受力分析可知，剪断轻绳前，轻绳的弹力 大小T=m=2mg。剪断轻绳后，该小球所受重力 cos 和电场力的合力大小也为2mg,根据牛顿第二定律可 知，其加速度大小为2g。故选A。 6.C对小球受力分析，并合成矢量三角形 T 30° mg gE 则电场力为gE=mgtan30°=2X10-3X10×5N= 23×10-2N 23×102N,电场强度为E=3.0×10℃=9 3 23 X10V/m,A错误，C正确；绳子张力为T=mg。 c0s309 2 =2X10-×10N=4y3×102N,B错误：小球可以 ③ 3 视为点电荷，可以用F=qE计算电场力，D错误。故 选C。 7.答案：(1)0.4kg(2)5m/s(3)4.35m 解析：(1)物体刚好静止在桌面上时，受力分析，如图 所示 Eg mg 由力的平衡条件可得 Eq=mgtana 则小球的质量为 m=Eg=0.4kg。 gtana (2)轻绳剪断后，物体先沿水平桌面向右做匀加速直 线运动，由牛顿第二定律可得 Eq-umg=mai 解得 a1=5m/s2 物体运动到桌面边缘的速度为，根据运动学公式 可得 v=2a1x 解得 v=5m/s。 (3)物体离开桌面后，水平方向做匀加速直线运动，竖 直方向做自由落体运动，物体从离开桌面到落地的时 间为t,则由 解得 t=0.6s 水平方向上有 Eg=maz 解得 a2=7.5m/s2 所以有 1 xo-o+2al 解得 xo=4.35m。 3 课时作业5静电的防止与利用 应电荷；若M接地，Q产生的电场不会影响N,N上 1.C使印刷厂里的空气保持适当的湿度，油罐车车尾 无感应电荷，C错误，D正确。故选C。 装有一条拖在地上的铁链，地毯里夹杂着很细的金属 8.B处于静电平衡时，导体内部场强处处为零，点电 丝，都是防止静电的危害，A、B、D错误；静电喷漆时 荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，因此 给油漆和汽车带上电荷，是利用静电完成了喷漆作 感应电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强 业，是静电的应用，C正确。故选C。 大，A错误，B正确；将开关闭合，点电荷在B、C两点 2.D飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越 产生的场强不变，感应电荷在B、C两点产生的场强 尖锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放 不变，C、D错误。故选B。 出去。故选D。 课时作业6电势能和电势 3.D图像可知尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘 1.B静电力做功与路径无关，只与电荷在电场中的 埃带负电，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相 始，未位置有关，故在电场中移动电荷，路径不同，静 反，A错误；尘埃被吸附到集尘极α的过程中所受电 电力做的功可能相同，A错误，B正确；静电力对电荷 场力做正功，B错误；因为充电极b、d接电源负极，集 做正功，电荷的电势能减小，C错误；电荷在电场中的 尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电 位置发生了变化，静电力对电荷不一定做功，比如在 场方向竖直向下，C错误；尘埃在被吸附到集尘极e 等势面上移动电荷，静电力就不做功，D错误。故 的过程中电场力做正功，动能增大，D正确。故选D。 选B。 4.A导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导 2.C细杆转的过程中，正电荷受力的方向向右，位移 体内部电场强度处处为零，导体内的自由电子不再发 的方向也向右，电场力对它做正功，大小为W1= 生定向移动，A错误，B正确；A点离正电荷较近，故 qE。负电荷受力的方向向左，位移的方向也向左， 正电荷在A点产生的电场强度较大，C正确；当开关 电场力对它也做正功，大小为W2一qE1。电场力对 S闭合后，电子从大地沿导线向导体移动，导体内部 两小球所做的功为W=W1十W,=2gEl。故选C。 电场强度处处为零，D正确。故选A。 5.C根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为 3.D若该电场为匀强电场，则有c=十型=6V, 2 零，金属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感 但实际该电场为点电荷电场，所以c点的电势不为 应出正电荷，金属笼为等势体，电场线与金属笼表面 6V,A错误；根据沿电场方向电势降低，可知离正点 垂直。故选C。 电荷越近电势越高，所以b点离正点电荷的距离小于 6.B雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一 个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的场强为零， 口点离正点电荷的距离，根据E-9可匆知a点场强小 A、C错误；金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放 于b点场强，B错误；根据E。=q9由于不清楚试探电 电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以 荷的正负，所以无法判断电荷在a处的电势能与在b 断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，B 处的电势能大小关系，C错误；在c点静止释放一点 正确；金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空 电荷，则电场力对电荷一定做正功，其电势能一定减 聚集的电荷将被导入大地，将不会出现雷火炼殿现 小，D正确。故选D。 象，D错误。故选B 4.A根据图中电场线方向向右可知，点电荷带正电， 7.C若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，由于静 电场线如图所示，由题意可知，B点距源电荷Q的距 电屏蔽，Q上无感应电荷；若M接地，M与大地组成 离小，则由E=可知，B点的电场强度大；同时沿 一个大导体，靠近N的一端和大地将出现感应电荷， 2 Q上无感应电荷，A、B正确；若Q、N不带电，M不接 电场线方向电势降落，B点在距Q较近的等势面上， 地，则Q带电时，Q产生的电场会影响N,N上有感 故B点的电势高于A点的电势。故选A。 63 3 5.D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。A错误；由于在x= 2a处，电场强度为O,则有=会，所以M、N所 (2a)2 带电荷量的绝对值之比为4：1。B错误；C.沿x轴 从0到2a电势逐渐降低，从2a到3a电势逐渐增大。 C错误；从0.5a到2.5a电势先降低后增大，根据 E。=q9可知将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到 2.5a,该电荷的电势能先减小后增大。D正确。故 选D。 6.D根据矢量的合成法则，在A点放入某个电荷q 后，N点电场强度的方向恰好平行于BC,则A、C两 处点电荷在N点的合场强E2应从N指向A,如图所 示 ⊕ B C y 设正三角形的边长为L,根据点电荷形成的电场，可 得E= kQ 4kQ =3L8 由几何知识可得E,=Etan30°=4y3Q,又因为C 9L2 处的点电荷在N点的场强大小为E。=Q 2 4>E2,故A点点电荷为正电荷，根据矢量的合成， L.2 可知A点的点电荷在N点的场强g,=E。一E, 联立解得q= 9一3Q,A,B错误；由于A点的点电荷 9 为正电荷，根据矢量的合成法则可知，M点的场强不 可能平行于BC,C错误；根据电场的叠加可知，负电 荷从M到N的过程中，电场力做正功，电势能减小， 故负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，D 正确。故选D。 54