9.3 电场 电场强度 分层作业 -2025-2026学年高二上学物理人教版必修第三册

9.3 电场 电场强度 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图所示为一簇电场线，电场线均为直线，上下两侧的电场线关于水平电场线对称，b、c两点关于水平电场线也对称，a、d两点为电场中的另外两点。下列说法正确的是（　　） A．a、b、c、d四点中d点的电场最强 B．b、c两点的电场强度不相同 C．若在d点放负电荷，负电荷受到的电场力指向右侧 D．同一个试探电荷分别放在a、d两点，则试探电荷在d点所受的作用力较大 2．如图所示，真空中有两个正点电荷和，分别固定在x轴上坐标为0和9cm的位置上。已知x轴上坐标为3cm的位置处电场强度为零，则（　　） A． B． C． D． 3．（多选）法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图（箭头未标出）。在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷，受到的电场力大小为F，以下说法正确的是（　　） A．由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小 B．a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量 C．M点处的场强大小为，方向与所受电场力方向相同 D．如果M点处的点电荷电量变为2q，该处场强将变为 4．（多选）如图，在等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O点对称，则（　　） A．B、C两点场强大小和方向都相同 B．A、D两点场强大小相等，方向相反 C．E、O、F三点比较，O的场强最大 D．B、O、C三点比较，O点场强最大 5．如图所示，小球A、B均可视为点电荷，两球均带正电，固定的小球A的电荷量为Q，用绝缘细绳悬挂起来的小球B的质量为m、电荷量为q。当小球B静止时，两球心在同一高度，细绳与竖直方向的夹角，静电力常量为k，重力加速度大小为g，取，，求： (1)小球B所受电场力的大小F； (2)小球A在小球B处电场的电场强度大小E； (3)A、B两球间的距离r。 6．用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为，已知重力加速度为g。求： (1)小球的重力G的大小； (2)小球所受电场力F的方向。 B层 7．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 8．（多选）如图，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（   ） A．方向沿x轴负方向 B．方向与x轴负方向成夹角斜向下 C．大小为 D．大小为 9．如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成角。重力加速度为g（已知）。 (1)判断小球的带电性质，在原图画出小球在A位置的受力分析图； (2)求该匀强电场的电场强度E的大小； (3)若将小球向左拉起至与O点同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放，求 a．小球运动到最低点时绳子对小球的拉力 b．小球运动过程中的最大速度 C层 10．如图所示，两个电荷量都是Q的正、负点电荷固定在A、B两点，AB连线中点为О。现将另一个电荷量为+q的试探电荷放在AB连线的中垂线上距О为x的C点，沿某一确定方向施加外力使电荷由静止开始沿直线从C点运动到О点，下列说法正确的是（　　） A．外力F的方向应当平行于AB方向水平向右 B．电荷从C点到О点的运动为匀变速直线运动 C．电荷从C点到О点的运动为加速度减少的加速直线运动 D．电荷从C点运动到О点的过程中逐渐增大 11．（多选）如图所示，真空中固定着一个直径为L的绝缘细圆环，圆环均匀带电。以圆心O为坐标原点，沿圆环中轴线建立x轴，在处固定着一个电荷量大小为Q的负点电荷。现将一带电粒子（不计重力）放在处的M点，恰好可以保持静止，下列说法正确的是（　　） A．圆环带正电 B．圆环所带电荷量大小为 C．若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴正方向运动，则粒子经过O点时动能最大 D．若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴负方向运动，则运动的加速度将一直减小 12．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? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 B A AB AC A AD D BCD 1．B 【详解】A．电场线的疏密反映场强的大小，可知a、b、c、d四点中d点的电场最弱，选项A错误； B．b、c两点的电场强度大小相同，但是方向不相同，选项B正确； C．负电荷受电场力方向与该点的场强方向相反，可知若在d点放负电荷，负电荷受到的电场力指向左侧，选项C错误； D．同一个试探电荷分别放在a、d两点，因d点场强较小，则试探电荷在d点所受的作用力较小，选项D错误。 故选B。 2．A 【详解】x轴上坐标为3cm的位置处电场强度为零，根据场强叠加原理有 其中， 解得 故选A。 3．AB 【详解】A．根据电场线的疏密表示场强的大小，可知点处的场强比点处场强小，故A正确； B．根据电场线由正电荷出发，终止于负电荷，可知a、b为异种电荷。的左侧电场线稀疏，所以的电荷量小于的电荷量，故B正确； CD．根据场强的定义式知，点的场强大小为，方向与负电荷所受电场力方向相反。场强由电场本身决定，与检验电荷无关，所以点处的点电荷电量变为，该处场强不变，故CD错误。 故选AB。 4．AC 【详解】A．等量异种点电荷的电场分布如图所示 由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均向右，A正确； B．A、D两点场强大小相等、方向均向左，B错误； CD．在两点电荷连线的中垂线上，O点场强最大，在两点电荷连线上，O点场强最小，C正确，D错误。 故选AC。 5．(1) (2) (3) 【详解】（1）（1 ）对小球B受力分析，根据共点力平衡条件有 解得 （2）根据电场强度的定义公式有 解得 （3）根据库仑定律有 解得 6．(1) (2)水平向右 【详解】（1）小球的重力G=mg （2）小球带正电，所受电场力F的方向与场强方向一致，即小球所受电场力F的方向水平向右。 7．A 【详解】右边补齐半球面，电荷量为2q的球型在N点产生的电场强度大小为 由于对称性可得，N点实际的电场强度大小 故选A。 8．AD 【详解】由题意可知，如图 将五个点电荷等效成 五个点电荷与O点距离为R，设 则O点场强大小为 代入可得 方向沿x轴负方向； 故选AD。 9．(1)带负电， (2) (3)a．；b． 【详解】（1）小球带负电，受力分析如图 （2）小球在A点静止，由平衡条件可知 解得 （3）a．小球摆至最低点的过程根据动能定理可知 解得 小球在最低点，根据牛顿第二定律可知 解得 b．小球摆至A点时速度最大，根据动能定理可知 解得 10．D 【详解】根据等量异种电荷周围电场分布情况，可知试探电荷+q在运动过程中受水平向左的逐渐增大的电场力作用，要想让该电荷由静止开始沿直线从C点运动到О点，则该电荷所受合力的方向应沿CО方向，受力分析如图 A．如图分析可知，外力F的方向应当斜向右下，A错误； BC．由于电场力逐渐增大，所以逐渐增大，也逐渐增大，加速度也逐渐增大，所以电荷从C点到О点的运动为加速度增大的加速直线运动，BC均错误； D．根据动能定理可知 即 由于逐渐增大，所以逐渐增大，D正确。 故选D。 11．BCD 【详解】A．由于带电粒子在M点保持静止，则M点电场强度为零，负点电荷与圆环在M点产生的电场强度大小相等、方向相反，所以圆弧带负电，故A错误； B．设圆环所带电荷量大小为Q1，将圆环无限分割，每一小段都可以看成一个点电荷，电荷量大小为 则整个带电圆环在M点产生的电场强度大小为 负点电荷在M点的电场强度为 联立解得 故B正确； C．移走负点电荷，圆环在MO间的电场方向沿x轴正方向，在O点右侧电场方向沿x轴负方向，O点电场强度为零，带电粒子从M点向x轴正方向运动，粒子带正电，在MO间电场力对粒子做正功，到O点右侧，电场力对粒子做负功，在O点粒子的动能最大，故C正确； D．若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴负方向运动，x轴负方向的电场强度大小为 根据数学知识可得时，电场强度达到最大，所以带电粒子从M点向x轴负方向运动，则电场强度一直减小，粒子运动的加速度将一直减小，故D正确。 故选BCD。 12．(1)E=1×103N/C  (2) 12.5m/s2 【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． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $