9.3电场 电场强度 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理人教版必修第三册“电场 电场强度”同步练，采用“基础+提升”分层设计，通过对点训练与综合检测结合，强化物理观念建构与科学思维培养，适配新授课知识巩固与能力进阶需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练：对点层练|电场、电场强度、电场线、匀强电场4个核心知识点|每个知识点配概念梳理+针对训练，如电场强度定义式应用计算题，聚焦物理观念形成| |能力提升：同步检测|综合应用（含单选、多选、填空、解答）|通过带电小球平衡、电场线分布分析等情境题，考查科学推理与模型建构，如两异种电荷电场中场强叠加计算|

高中物理人教版必修第三册 9.3 电场 电场强度 （解析版） 【基础训练：对点层练】 知识点一 电场 1.提出电场：英国科学家法拉第认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。 2.发现电场：存在于电荷周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过电场产生的。 3.静电场：静止电荷产生的电场。 知识点二 电场强度 1.试探电荷与场源电荷 （1）试探电荷：用来研究源电荷电场的性质的电荷，其电荷量和体积必须充分小。 （2）场源电荷（源电荷） 激发电场的带电体所带的电荷。 2.电场强度 （1）定义：放入电场中某点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量之比。 （2）定义式： 。 （3）单位：牛每库 。 （4）方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。 针对训练 如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0× 10－8 C的电荷，测出其受到的电场力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处场强多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 答案　(1)200 N/C　方向与F1方向相反 (2)8.0×10－5 N　200 N/C (3)200 N/C 解析　(1)由场强公式可得EB＝＝ N/C＝200 N/C，因为B处是负电荷，所以B处场强方向与F1方向相反． (2)q2在B点所受电场力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反．此时B处场强大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反． (3)某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处场强大小仍为200 N/C. 知识点三 电场线 1.概念：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 2.特点 （1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 （2）电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 （3）在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 针对训练 一个正点电荷的电场线分布如图所示，将电子分别放置于电场中的 、 两点，下列说法正确的是( ) A. 点的电场强度小于 点的电场强度 B. 电子在 点所受的电场力小于在 点所受的电场力 C. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相同 D. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相反 [解析]选 。电场线的疏密表示电场的强弱，可知 点的电场强度大于 点的电场强度，电子在 点所受的电场力大于在 点所受的电场力，故 、 错误；电子带负电，无论在 点还是在 点所受的电场力方向都与电场强度的方向相反，故 错误， 正确。 知识点四 匀强电场 1.概念：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场叫作匀强电场。 2.特点 （1）电场方向处处相同，电场线是平行直线； （2）电场强度大小处处相等，电场线间隔相等。 针对训练 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为 ，所带电荷量为 。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为 。下列选项正确的是( ) A. 匀强电场的电场强度大小等于 B. 小球受到的电场力大小等于 C. 匀强电场的电场强度大小等于 D. 小球受到的拉力大小等于 答案 B [解析]对小球受力分析，根据平衡关系可知， ， ，联立解得 ， ， 。 【能力提升：同步检测】 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.电场中有一点P，下列说法正确的是(　　) A．若放在P点的电荷的电荷量翻倍，则P点场强翻倍 B．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的电场力越大 C．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 D．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 答案　B 解析　电场强度是由电场本身决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，故A、D错误；电荷在电场中所受电场力为F＝qE， 所以P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，故B正确；若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，故C错误． 2.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球 和 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( ) A. 和 都带正电荷 B. 和 都带负电荷 C. 带正电荷， 带负电荷 D. 带负电荷， 带正电荷 [解析]选 。对 、 整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以 、 必带等量异种电荷， 、 错误；对 进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与 对它的库仑力平衡，所以 带负电荷， 带正电荷， 正确， 错误。 3.如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是(　　) A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 答案　A 解析　正电荷的电场线向外辐射，电场线密的地方电场强度大，所以A正确. 4.一个带电荷量为q的试探电荷在电场中某点受到的静电力为F，这一点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是(　　) 答案　D 解析　电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受静电力无关，A、B错误；试探电荷在该点受到的静电力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确. 5.某区域的电场线分布如图所示，将试探电荷 先后放在 、 两点， 受到的电场力 的关系正确的是( ) A. 大小 B. 大小 C. 方向相同 D. 方向不同 [解析]根据电场线的疏密程度表示电场强度大小可知， 点电场强度比 点更大，由公式 可知 ，故 、 错误；电场中某点的电场强度方向为电场线上该点的切线方向，由图可知， 、 两点的电场强度方向不同，则在电荷在 、 两点所受电场力方向也不同，故 错误， 正确。 6.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。两点电荷 、 所形成的电场线分布图如图所示，电场线关于 、 连线的中垂线对称。下列说法正确的是( ) A. 、 为同种电荷 B. 、 为异种电荷 C. 的带电荷量大于 的带电荷量 D. 的带电荷量小于 的带电荷量 答案B [解析]根据图像可知， 、 为异种电荷，故 正确， 错误；电场线关于 、 连线的中垂线对称，故 的带电荷量等于 的带电荷量，故 、 错误。 7.如图1所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有A、B两点，A点的电场强度大小为EA，方向与AB连线成60°角，B点的电场强度大小为EB，方向与AB连线成30°角.关于A、B两点电场强度大小EA、EB的关系，以下结论正确的是(　　) 图1 A.EA＝EB B.EA＝EB C.EA＝EB D.EA＝3EB 答案　D 解析　由题图可知，rB＝rA，再由E＝可知，＝＝3，即EA＝3EB，故D正确. 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.在电场中的某点A放一电荷量为＋q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA＝，方向水平向右．下列说法正确的是(　　) A．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左 B．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，则A点的场强变为 C．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左 D．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力大小为2F 答案　CD 解析　电场强度的方向与正试探电荷所受的电场力方向相同，所以A点的电场强度方向水平向右．电场强度反映电场本身的性质，与试探电荷的正负和带电荷量大小无关，故A、B错误；在A点，正电荷的受力方向和负电荷的受力方向相反，故负电荷所受的电场力方向为水平向左，故C正确；A点的场强一定，则由F＝qE知在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力大小变为2F，故D正确． 9.两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图6所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　) 图6 A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O点后，速度越来越小，一直到速度为零 答案　CD 解析　在两等量正点电荷连线中垂线上的电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，静电力方向a→O，故加速度方向向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电子所受静电力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，故A、B错误；越过O点后，电子做减速运动，则电子运动到O点时速度最大，静电力为零，加速度为零，故C正确；根据电场线的对称性可知，通过O点后，电子做减速运动，速度越来越小，一直到速度为零，故D正确. 10.如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上的三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示，则(　　) A．A点的电场强度大小为2×103 N/C B．B点的电场强度大小为2×103 N/C C．点电荷Q在A、B之间 D．点电荷Q在O、B之间 答案　AC 解析　在F－q图像中，斜率大小表示电场强度大小．可知A点电场强度大小为2×103 N/C，B点电场强度大小为5×102 N/C，由题图甲可知，正试探电荷放在A点和负试探电荷放在B点所受电场力方向均沿x轴正方向，说明点电荷Q为正电荷且放在A、B之间，所以A、C正确． 三、填空题（共计2题，第11题9分，第12题6分，共计15分） 11.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q＝－1×10－10 C，q受到的静电力为1×10－8 N，方向向左，则A点的场强的大小为_____，方向_______；如果从A点取走q，A点场强大小为_______. 答案　100 N/C　向右　100 N/C 解析　由题意知，q＝－1×10－10 C，F＝1×10－8 N， 由场强的定义知A点的场强的大小为： E＝＝ N/C＝100 N/C， 场强方向与负电荷在A点所受静电力方向相反，所以A点的场强方向向右；电场强度是反映电场性质的物理量，与有无试探电荷无关，把这个试探电荷取走，A点的电场强度不变，大小仍为100 N/C. 12.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 上均匀分布正电荷，总电荷量为 ，球面半径为 ， 为通过半球顶点与球心 的轴线，在轴线上有 、 两点， 。已知 点的电场强度大小为 ，静电力常量为 ，则 点的电场强度大小为 ，方向为 （选填“ 指向 ”或“ 指向 ”）。 答案 C指向D [解析]设球心在 点的球壳为电荷量为 的完整带电球壳，则在 、 两点产生的电场强度大小为 ，题图中左半球壳在 点产生的电场强度为 ，则右半球壳在 点产生的电场强度为 ，由对称性知，左半球壳在 点产生的电场强度大小为 ，方向由 点指向 点。 四、解答题（共计3题，第13题12分，第14题14分，第15题16分，共计42分） 13.如图所示，在真空中A、B两点处各固定一个点电荷，它们的电荷量相等，均为4.0×10－10 C，而带电的性质不同，A为正、B为负，两者相距80 cm，P点与A、B等距离，均为50 cm，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2. (1)试确定P点的场强大小和方向； (2)试求P点处的场强和A、B连线中点O处的场强大小之比. 答案　(1)23.04 N/C　方向平行于AB，沿AB方向　(2)64∶125 解析　(1)A、B两点处点电荷在P点产生的场强大小为EA＝EB＝k＝9.0×109× N/C＝14.4 N/C；P点的合场强大小为EP＝2EAcos θ＝2×14.4× N/C＝23.04 N/C，方向平行于AB，沿AB方向. (2)O点的合场强大小为EO＝2k＝2×9.0×109× N/C＝45 N/C； P点处的场强和O处的场强大小之比＝＝. 14.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度 。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量 的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的角度 ， 取 。 （1） 求小球的电性和电荷量。 （2） 若小球静止时离右板 ，剪断悬线后，小球经多长时间碰到右极板？ [1]正电荷 [解析]因为小球静止，即受力平衡，所以小球带正电荷，小球受力分析如图所示。由平衡条件有 解得 。 [2] [解析]剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动。 , 解得 。 15.如图所示，两异种点电荷的电荷量均为 ，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点 且与连线垂直，平面上 、 、 三点位于同一竖直线上， ，点电荷到 点的距离也为 。现有电荷量为 、质量为 的小物块（可视为质点），从 点以初速度 向 滑动，到达 点时速度恰好减为零。已知物块与平面间的动摩擦因数为 。求： （1） 点的电场强度的大小； （2） 点的加速度。 [1] [解析]正、负点电荷在 点产生的电场强度 根据电场的叠加原则可得 点的电场强度的大小 。 [2] ，方向竖直向上 [解析]根据题意由牛顿第二定律得 联立解得 方向竖直向上。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修第三册 9.3 电场 电场强度 同步练 【基础训练：对点层练】 知识点一 电场 1.提出电场：英国科学家法拉第认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。 2.发现电场：存在于电荷周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过电场产生的。 3.静电场：静止电荷产生的电场。 知识点二 电场强度 1.试探电荷与场源电荷 （1）试探电荷：用来研究源电荷电场的性质的电荷，其电荷量和体积必须充分小。 （2）场源电荷（源电荷） 激发电场的带电体所带的电荷。 2.电场强度 （1）定义：放入电场中某点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量之比。 （2）定义式： 。 （3）单位：牛每库 。 （4）方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。 针对训练 如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0× 10－8 C的电荷，测出其受到的电场力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处场强多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 知识点三 电场线 1.概念：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 2.特点 （1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 （2）电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 （3）在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 针对训练 一个正点电荷的电场线分布如图所示，将电子分别放置于电场中的 、 两点，下列说法正确的是( ) A. 点的电场强度小于 点的电场强度 B. 电子在 点所受的电场力小于在 点所受的电场力 C. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相同 D. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相反 知识点四 匀强电场 1.概念：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场叫作匀强电场。 2.特点:（1）电场方向处处相同，电场线是平行直线；（2）电场强度大小处处相等，电场线间隔相等。 针对训练 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为 ，所带电荷量为 。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为 。下列选项正确的是( ) A. 匀强电场的电场强度大小等于 B. 小球受到的电场力大小等于 C. 匀强电场的电场强度大小等于 D. 小球受到的拉力大小等于 【能力提升：同步检测】 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.电场中有一点P，下列说法正确的是(　　) A．若放在P点的电荷的电荷量翻倍，则P点场强翻倍 B．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的电场力越大 C．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 D．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 2.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球 和 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( ) A. 和 都带正电荷 B. 和 都带负电荷 C. 带正电荷， 带负电荷 D. 带负电荷， 带正电荷 3.如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是(　　) A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 4.一个带电荷量为q的试探电荷在电场中某点受到的静电力为F，这一点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是(　　) 5.某区域的电场线分布如图所示，将试探电荷 先后放在 、 两点， 受到的电场力 的关系正确的是( ) A. 大小 B. 大小 C. 方向相同 D. 方向不同 6.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。两点电荷 、 所形成的电场线分布图如图所示，电场线关于 、 连线的中垂线对称。下列说法正确的是( ) A. 、 为同种电荷 B. 、 为异种电荷 C. 的带电荷量大于 的带电荷量 D. 的带电荷量小于 的带电荷量 7.如图1所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有A、B两点，A点的电场强度大小为EA，方向与AB连线成60°角，B点的电场强度大小为EB，方向与AB连线成30°角.关于A、B两点电场强度大小EA、EB的关系，以下结论正确的是(　　) 图1 A.EA＝EB B.EA＝EB C.EA＝EB D.EA＝3EB 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.在电场中的某点A放一电荷量为＋q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA＝，方向水平向右．下列说法正确的是(　　) A．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左 B．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，则A点的场强变为 C．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左 D．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力大小为2F 9.两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图6所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　) A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O点后，速度越来越小，一直到速度为零 10.如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上的三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示，则(　　) A．A点的电场强度大小为2×103 N/C B．B点的电场强度大小为2×103 N/C C．点电荷Q在A、B之间 D．点电荷Q在O、B之间 三、填空题（共计2题，第11题9分，第12题6分，共计15分） 11.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q＝－1×10－10 C，q受到的静电力为1×10－8 N，方向向左，则A点的场强的大小为_____，方向_______；如果从A点取走q，A点场强大小为_______. 12.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 上均匀分布正电荷，总电荷量为 ，球面半径为 ， 为通过半球顶点与球心 的轴线，在轴线上有 、 两点， 。已知 点的电场强度大小为 ，静电力常量为 ，则 点的电场强度大小为 ，方向为 （选填“ 指向 ”或“ 指向 ”）。 四、解答题（共计3题，第13题12分，第14题14分，第15题16分，共计42分） 13.如图所示，在真空中A、B两点处各固定一个点电荷，它们的电荷量相等，均为4.0×10－10 C，而带电的性质不同，A为正、B为负，两者相距80 cm，P点与A、B等距离，均为50 cm，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2. (1)试确定P点的场强大小和方向； (2)试求P点处的场强和A、B连线中点O处的场强大小之比. 14.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度 。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量 的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的角度 ， 取 。 （1） 求小球的电性和电荷量。 （2） 若小球静止时离右板 ，剪断悬线后，小球经多长时间碰到右极板？ 15.如图所示，两异种点电荷的电荷量均为 ，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点 且与连线垂直，平面上 、 、 三点位于同一竖直线上， ，点电荷到 点的距离也为 。现有电荷量为 、质量为 的小物块（可视为质点），从 点以初速度 向 滑动，到达 点时速度恰好减为零。已知物块与平面间的动摩擦因数为 。求： （1） 点的电场强度的大小； （2） 点的加速度。 1 学科网（北京）股份有限公司 $