9.3电场 电场强度 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电场强度概念理解与矢量运算，通过基础巩固、综合应用、拓展迁移三层设计，实现从单一知识点到复杂情境的递进，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（1-5题）|电场强度定义、方向、点电荷电场公式|直接应用概念判断，如第2题辨析电场强度定义式与点电荷公式| |提升层（6-10题）|电场叠加、电场线分布规律|结合几何关系的矢量合成，如第6题两点电荷电场叠加计算| |拓展层（11-16题）|对称法、补偿法及复杂场强分析|科学推理与模型建构，如第9题半球面电荷电场补偿法应用|

9.3：电场 电场强度 巩固练习题 一、单选题 1．下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是（　　） A．B．C．D． 2．真空中，在与带电荷量为的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为的试探电荷，此时试探电荷受到的电场力大小为F，方向如图所示。则（　　） A．M点的电场强度方向与F相同 B．M点的电场强度大小为 C．M点的电场强度大小为 D．取走试探电荷，M点电场强度变为零 3．如图甲所示，在一个点电荷Q产生的电场中，x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系，a、b两点到点电荷Q的距离分别为，，则和的比值（　　） A． B．4 C． D．2 4．真空中有两个点电荷，为、为，分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上，则（　　） A．坐标为3cm处的合电场强度为0 B．坐标为12cm处的合电场强度为0 C．坐标为2cm处的合电场强度方向指向x轴的负方向 D．只考虑电场力，引入第三个电荷可以在坐标为5cm处平衡 5．如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一点电荷，A、B、C、D是以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四个点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，已知D点的电场强度为零，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　） A．点电荷带负电 B．点电荷的电荷量为 C．A点和C点的电场强度相同 D．OD中点的电场强度大小为4E 6．如图所示，A、B、C三个点位于以O点为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为37°。A、B两点分别放有电荷量大小为、的点电荷时，C点的电场强度方向恰好由C点指向圆心O，，则等于（　　） A． B． C． D．1 7．如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，在正五边形的顶点上固定有电荷量如图所示的点电荷。已知正五边形的边长为R，静电力常量为k，则O点的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q，则该三角形中心O点处的场强为（　　） A．，方向由C指向O B．，方向由O指向C C．，方向由C指向O D．，方向由O指向C 9．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，半径为的半球面上均匀分布有正电荷，电荷量为，为通过半球面顶点和球心的轴线。为轴线上的一点，且。点处固定电荷量为的正点电荷（不影响半球面上电荷分布），点处的电场强度为零。已知静电力常量为，则点处的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，过均匀带电圆环圆心的垂线上有一带电荷量为的点电荷，a、b到圆心的距离均为d，点电荷与圆心的距离为2d，静电力常量为k。若a点处的电场强度为零，下列说法正确的是 A．圆环带负电 B．b点的电场强度大小为 C．b点的电场强度方向指向圆环的圆心 D．若撤去点电荷，则a点的电场强度大小仍为零 11．如图所示，半径为的硬橡胶圆环，其上带有均匀分布的负电荷，总电荷量为，若在圆环上切去一小段（远小于），则圆心处产生的电场方向和场强大小应为（　　） A．场强大小为，方向背离 B．场强大小为，方向指向 C．场强大小为，方向背离 D．场强大小为，方向指向 12．下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘，则坐标原点处电场强度最大的是（　　） A．B．C．D． 13．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，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对称。则以下判断错误的是（　　） 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点场强最强 D．B、O、C三点比较，O点场强最弱 14．如图所示，带等量正电的点电荷固定在A、B两点，O是A、B连线的中点，N、P是中垂线上的两点。一带负电的试探电荷，从P点由静止释放，只在静电力作用下运动，则试探电荷（　　） A．一定能运动到O点，且到O点时的速度最大 B．在P点受到的电场力与垂直 C．试探电荷在远离P点运动的过程中，加速度一定先减小后增加 D．若试探电荷的电荷量增大，试探电荷在P点所受电场力与其电荷量的比值减小 二、多选题 15．如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。如图所示，真空中四个点电荷分别位于棱长为的正四面体的、、、顶点上，电荷量分别为、、、，为正三角形BCD的中心，E为棱CD的中点，静电力常量为k，则下列说法中正确的是（　　） A．E点的电场强度的方向垂直于 B．O点的电场强度的方向垂直于CD C．A点的点电荷在O点产生的电场强度的大小为 D．去掉A点的点电荷，则O点的电场强度大小为 16．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 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《电场强度 电场线》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B B B A B D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 答案 A C D B A ABD AB 1．C 【详解】A.图中是正的点电荷的电场线分布，同圆上的点电场强度大小相同，方向不同，A错误； B.图中是负的点电荷的电场线分布，同一电场线上的点电场强度方向相同，大小不同，B错误； C.这是匀强电场的电场线分布，该电场中任何点的电场强度大小相等，方向相同，C正确； D.这是等量异种电荷的电场线分布，图中两点的电场强度方向相同，大小不等，D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．由于试探电荷带负电，故电场强度方向与电场力方向相反，故A错误； B．根据点电荷电场强度公式可得点的电场强度大小为，故B正确； C．根据电场强度的定义式可得点的电场强度大小为，故C错误； D．电场强度由电场自身决定，取走试探电荷，M点电场强度保持不变，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】由电场强度的定义式可得 根据点电荷电场强度公式可知 故选C。 4．B 【详解】AC．由点电荷电场强度公式以及单个点电荷的电场强度方向可知，坐标为2cm、3cm、5cm处的合电场强度方向均指向x轴的正方向，故AC错误； B．由于正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量，因此电场强度为0的点一定在负电荷右侧，设其坐标为x，则有 代入数据解得，故B正确； D．根据库仑定律可知，第三个电荷在坐标为5cm处所受的两个库仑力大小不相等，方向不相反，无法平衡，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】AB．已知D点的电场强度为零，可知该点电荷为正电荷，根据，解得点电荷的电荷量为，故A错误，B正确； C．点电荷在A点的场强方向向上，大小为E，可知A点的电场强度大小为，方向斜向右上；点电荷在C点的场强方向向下，大小为E，可知C点的电场强度大小为，方向斜向右下，A点和C点的电场强度大小相等，方向不同，故C错误； D．点电荷在OD中点的场强方向向左，大小为 OD中点处的电场强度大小为，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷，假设为正电荷，为负电荷，两电荷在C点的场强如下图，设圆的半径为r，根据几何知识可得 ， 同时有 ， 联立解得 故选B。    7．A 【详解】如图所示，将7q的点电荷看成由和8q两部分组成，则每个顶点上的点电荷在中心处产生的场强大小相等，方向均背离中心。因为正多边形中心到各顶点的矢量和为零向量，则 所以点处的电场强度大小为 其中为中心与顶点之间的距离。正五边形相邻两个顶点与中心的连线夹角为 由几何关系得 联立各式得 故选A。 8．B 【详解】三个点电荷在O点的场强大小均为 A处的电荷在O点的场强方向沿AO方向，B处的电荷在O点的场强方向沿BO方向，C处的电荷在O点的场强方向沿OC方向，则合场强为，方向由O指向C。 故选B。 9．D 【详解】点处的电场强度为零，因此半球面与正点电荷在点处产生的电场强度等大反向，可知半球面产生的电场在点的电场强度大小 将半球面补成完整球壳，则电荷量为的完整球壳产生的电场在点的电场强度大小 右侧半球面产生的电场在点的电场强度大小 根据对称性可知，半球面产生的电场在点的电场强度大小也为，方向水平向右，因此点处的电场强度大小 故选D。 10．B 【详解】A．点电荷在a点产生的电场场强方向向左，大小为 因a点的电场强度为零，可知带电圆环在a点产生的电场场强方向向右，大小为，故圆环带正电，故A错误； BC．由对称性，可知圆环在b点产生的电场场强方向向左，大小为 点电荷在b点产生的电场场强方向向左，大小为 根据电场强度的叠加，可知b点的电场强度大小，方向背离圆环的圆心，故B正确、C错误； D．若撤去点电荷，则a点的电场强度大小，故D错误。 故选B。 11．A 【详解】AB段的电量 则AB段在O点产生的电场强度为，方向指向AB； 根据对称性，剩余部分在O点产生的场强大小等于，方向背离AB。 故选A。 12．C 【详解】设圆的半径为R，则A点、B点处的点电荷在C点处产生的电场强度大小分别为， 合电场强度方向由C点指向圆心O，则有 解得 故选C。 13．D 【详解】设单个带正电圆环在点产生的电场强度大小为。两个带正电圆环时，由于两个带电圆环相邻，所以产生的电场强度方向夹角为，电场强度叠加后，大小为。三个带电圆环，相对的带相同电荷的两个圆环电场强度抵消，最终大小为。四个带正电圆环，两个相对的带电圆环相互抵消，两个带相反电荷的带电圆环电场强度方向相同，电场强度叠加后，大小为。所以坐标原点处电场强度最大的是D。 故选D。 14．B 【详解】A．根据图甲和对称性可知，B、C两点场强大小和方向都相同，故A正确，不满足题意要求； B．根据图甲和对称性可知，A、D两点场强大小和方向都相同，故B错误，满足题意要求； C．根据图甲电场线的疏密程度可知，E、O、F三点比较，O点场强最强，故C正确，不满足题意要求； D．根据图甲电场线的疏密程度可知，B、O、C三点比较，O点场强最弱，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 15．A 【详解】A．负电荷在P点受到的电场力方向由P点指向N点，电荷由静止释放，只在静电力作用下将沿PN方向加速运动。过了O点后，电场力方向变为由N指向O，该电荷将做减速运动，在O点时速度最大，A正确； B．电荷在P点受到的电场力方向由P点指向N点，B错误； C．两等量同种电荷形成的电场中，在两电荷的中垂线上O点场强为零，两边无限远处场强也是零，中间某点的场强有极大值。该点与P点的位置关系不确定，所以电荷在远离P点向O点运动的过程中，加速度可能先增大后减小，也可能一直减小。C错误； D．试探电荷在P点所受电场力与其电荷量的比值为该点的电场强度，与试探电荷无关，D错误。 故选 A。 16．ABD 【详解】A．位于C、D点的电荷在E点的合场强为0，则E点的电场强度是位于A、B点的电荷在E点的合场强，根据同种等量电荷周围的电场分布可知，E点的电场强度的方向垂直于，故A正确； B．位于B、C、D点的电荷在O点的合场强方向垂直与CD，位于A点的电荷在O点的场强方向沿AO方向，根据矢量合成法则可知，O点的电场强度的方向垂直于CD，故B正确； C．根据几何关系可知 A点的点电荷在O点产生的电场强度的大小为，故C错误； D．去掉A点的点电荷，O点到剩余三个电荷的距离都为 位于B、C、D点的电荷在O点的电场强度大小均为 根据矢量合成法则可知，故D正确； 故选ABD。 17．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。 答案第4页，共5页 答案第1页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $