2023人教版新教材高中物理必修第三冊同步練習-3 電場 電場強度

2023人教版新教材高中物理必修第三冊

3電場電場強度

基礎過關練

題組一對電場及電場強度的理解

1.下列說法中不正確的是（）

A.只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場

B.電場是一種物質,它與其他物質一樣,是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西

C.電荷間的相互作用是通過電場產生的，電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用

D.電場是人為設想出來的,其實并不存在

2.（2022北京昌平實驗中學期中）下列關于電場強度的說法中正確的是（）

A.負電荷在電場中某點所受靜電力的方向就是這點電場強度的方向

B.在電場中某點不放電荷,則該點的電場強度一定為零

C.電場中某點的電場強度等于試探電荷在該點受到的靜電力與電荷量的比值

D.正電荷在電場中某點所受靜電力的方向與電場強度方向相反

3.（2021吉林省實驗中學期中）一個帶電荷量為q的試探電荷在電場中某點受到的靜電力為F,這一點的電場

強度為E,在下圖中能正確反映q、E、F三者關系的是（）

題組二點電荷的電場電場強度的疊加

4.（2021浙江嘉興一中期中）對于由點電荷Q產生的電場，下列說法正確的是（）

A.電場強度的定義式仍成立,即E=；,式中的Q就是產生電場的點電荷的電荷量

B.在真空中，電場強度的表達式為E塔,式中Q就是產生電場的點電荷的電荷量

C.在真空中，E聾,式中Q是試探電荷的電荷量

rz

D.以上說法都不對

5.（2022河南部分名校聯(lián)考）如圖所示,A、B、C三點是同一圓周上的三等分點，若在B、C兩點放等量的正電

荷，則A點的電場強度大小為Eo若將C點的電荷改為與B點所放電荷的電荷量大小相等的負電荷，則A點的

電場強度大小應為（）

A

A.EB.2E

C.V3ED.爭

6.（2022江蘇南通啟東期中）如圖所示,Q是真空中固定的點電荷,a、b、c是以Q所在位置為圓心、半徑分別

為r或2r球面上的三點，電荷量為-q的試探電荷在a點受到的庫侖力方向指向Q,則（）

A.Q帶負電

B.b、c兩點電場強度相同

C.a、b兩點的電場強度大小之比為4：1

D.將a處試探電荷電荷量變?yōu)?2q,該處電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍

7.（2022天津靜海一中期末）下面四幅圖均表示兩個點電荷在真空中的空間分布情況。甲、乙兩圖中的電荷

是等量異種點電荷，丙、丁兩圖中的電荷是等量同種點電荷,0點均為兩個點電荷連線的中點,a和b兩點關

于0點對稱。那么a、b兩點的電場強度相同的是（)

+Q\()-Q+Q\0-Q

????■?

T'T——口一

a

甲乙

ai

+0\Ob+Q+Q+Q

口一一---O——口~

1

1

1

1

丙T

A.甲、乙B.丙、T

C.甲、丙D.乙、T

8.（2021福建龍海程溪中學期中）直角坐標系xOy中,M、N兩點位于x軸上,G、H兩點坐標如圖。M、N兩點

各固定一負點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于0點時,G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量為k。若

0點處的正點電荷移到G點，則H點處電場強度的大小和方向分別為（）

?〃（0,a）

~MNx

*6（0,-a）

A.誓，沿y軸正方向

4az

B.普，沿y軸負方向

4az

C.毀，沿y軸正方向

4az

D.普，沿y軸負方向

4az

題組三電場線勻強電場

9.（2022江蘇南京金陵中學期末）如圖所示，用電場線描述的四種電場中,A、B兩點場強相同的是（）

ABCD

10.（2022甘肅武威月考）如圖所示是點電荷電場中的一條電場線,下列說法正確的是（）

4g

A.A點場強一定大于B點場強

B.在B點靜止釋放一個電子,若僅受靜電力作用，電子一定向A點運動

C.該點電荷一定帶正電

D.正電荷運動過程中通過A點時,其運動方向一定沿AB方向

11.如圖所示,勻強電場場強的方向與水平方向成。角，有一帶電荷量為q、質量為m的小球，用長為L的絕

緣輕質細線懸掛于0點，當小球靜止時,細線恰沿水平方向，重力加速度為go求：

⑴小球的電性及勻強電場場強E的大小。

（2）細線所受到的拉力大小。

能力提升練

題組一點電荷電場強度的疊加

1.（2021陜西西安中學期中）如圖所示,真空中a、b、c、d四點共線且等距,a、b、c、d連線水平。先在a

點固定一帶電荷量為+Q的點電荷,測得b點電場強度大小為E。若再將另一帶電荷量為+2Q的點電荷放在d

點，則（）

+Q+2Q

---?----?----?----?----

abed

A.b點電場強度大小為方向水平向右

B.b點電場強度大小為方向水平向左

4

C.c點電場強度大小為%,方向水平向右

4

D.c點電場強度大小為為,方向水平向左

2.（2022安徽宿州揚山中學檢測）如圖所示,邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定有點電荷+q、+q、

-q,則該三角形中心0點處的場強為（靜電力常量為k）（）

弟\

二......0-q

RC

A.空,方向由C指向0

B.誓,方向由0指向C

C.華,方向由0指向C

D.華,方向由C指向0

a2

3.（2022江蘇鹽城期末）如圖所示，甲、乙兩點電荷連線沿水平方向,L、L?分別表示甲、乙兩個點電荷到P

點的距離，且Lt=UE侖表示兩個點電荷在P點產生的合場強。下列對甲、乙兩個點電荷的判斷，正確的是

A.異種電荷,QQQ乙

B.異種電荷,Q，p<Qz.

C.同種電荷,QQQz

D.同種電荷,Q單<Qz.

題組二非點電荷電場強度的疊加

4.（2022山東濰坊期中）三根完全相同、帶有等量正電荷且電荷均勻分布的;圓弧狀棒AB、CD、EF按如圖放

置,其端點均在兩坐標軸上，此時0點電場強度大小為E,現(xiàn)撤去AB棒，則0點的電場強度大小變?yōu)椋ǎ?/p>

A-EB.—EC.-ED.V2E

223

5.（2022吉林東北師大附中月考）如圖所示，電荷均勻分布在半球面上,半球面上所有電荷在半球的球心0處

產生的電場強度大小等于E。過球心。有一平面，該平面與半球底面之間的夾角為60。，將半球面分成兩部

分。則所分出的面積較小的部分球面上的電荷在球心0處產生的電場強度大小等于（）

A.-B.-C.-D.—

4322

6.（2022江蘇泰州中學期末）如圖，電荷量為+q的點電荷與電荷量為-Q的均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶

電薄板的垂線通過板的幾何中心0。若圖中A點的電場強度大小為Eo,方向水平向右，則圖中B點的電場強度

大小為（靜電力常量為k）（）

B.篝E,

「kQkqD絲+”

d79rf2d2d2

題組三電場線的應用

7.（2022河南信陽多校聯(lián)考）空間某區(qū)域的電場線分布如圖所示,下列說法正確的是（

A.c點的電場強度大于b點的電場強度

B.a點和b點的電場強度的方向相同

C.b點的電場強度大于d點的電場強度

D.若將一試探電荷+q在a點由靜止釋放,它將沿電場線運動到b點

8.（2022浙江杭州期末）如圖所示,兩等量異種點電荷的連線沿水平方向,一電子沿等量異種點電荷連線的中

垂線由A-0-B勻速運動，電子重力不計，則電子除受靜電力外,所受的另一個力的大小和方向變化情況是

A.先變大后變小,方向水平向左

B.先變大后變小,方向水平向右

C.先變小后變大,方向水平向左

D.先變小后變大,方向水平向右

9.（2022山東菊澤月考）如圖所示,實線為三條方向未知的電場線，從電場中的M點以相同的速度飛出a、b兩

個帶電粒子,a、b的運動軌跡如圖中的虛線所示（a、b只受靜電力作用），貝U（）

A.a―■定帶正電,b一定帶負電

B.整個過程中，靜電力始終對a做正功,始終對b做負功

C.a的速度逐漸減小,b的速度逐漸增大

D.a的加速度逐漸減小,b的加速度逐漸增大

10.（2021山西太原期中）（多選）如圖所示，在真空中一條豎直向下的電場線上有a、b兩點。一帶電質點在a

處由靜止釋放后沿電場線向上運動,到達b點時速度恰好為零。則下面說法正確的是（）

?b

A.該帶電質點一定帶正電荷

B.該帶電質點一定帶負電荷

C.a點的電場強度大于b點的電場強度

D.質點在b點所受的合力一定為零

題組四根據粒子運動情況判斷電場線分布

11.（2022山西晉中期中）如圖甲所示,A、B是某電場中一條電場線上的兩點，一個負電荷從A點由靜止釋放,

僅在靜電力的作用下從A點運動到B點,其運動的v-t圖像如圖乙所示。則A、B兩點附近的電場分布可能

是（）

ABCD

答案全解全析

3電場電場強度

基礎過關練

1.D電場是電荷周圍實際存在的一種特殊物質，對放入其中的電荷有力的作用，電荷間的相互作用是通過

電場發(fā)生的,選Do

2.C正電荷在電場中某點所受靜電力的方向與該點電場強度方向相同，負電荷在電場中某點所受靜電力的

方向與該點電場強度的方向相反,A、D錯誤；電場強度是電場自身的性質，與有無試探電荷無關,B錯誤；電場

中某點的電場強度等于試探電荷在該點受到的靜電力與電荷量的比值,C正確。

3.D電場中某點的電場強度由電場本身的性質決定，與放入該點的試探電荷及其所受靜電力無關,A、B錯誤;

試探電荷在該點受到的靜電力F=Eq,F正比于q.C錯誤,D正確。

4.BE［中Q為試探電荷的電荷量而非場源電荷的電荷量，故A錯誤;而E寫為點電荷Q產生的電場場強的

決定式，式中Q為場源電荷的電荷量，故B正確,C、D錯誤。

5.D在B、C兩點放等量的正電荷,設每個電荷在A點產生的場強大小為E。,則E=2E0cos30°。將C點的

電荷改為與B點所放電荷的電荷量大小相等的負電荷,則A點的電場強度大小E'=2Eocos600qE,故選D。

6.C電荷量為-q的試探電荷在a點受到的庫侖力方向指向Q,故電場強度方向背離Q,Q帶正電,A錯誤；由

E=l4得,b、c兩點電場強度大小相等,方向不同,a、b兩點的電場強度大小之比為4：1,B錯誤,C正確；電場

強度由電場本身決定,與試探電荷無關，將a處的試探電荷電荷量變?yōu)?2q,該處電場強度不變,D錯誤。

7.A根據E塔和電場的疊加原理，甲、乙兩圖中,a和b兩點場強大小相等，方向相同;丙、丁兩圖中,a和b

兩點場強大小相等,方向相反,故選A。

8.BG點處的電場強度恰好為零，說明M、N兩處的負點電荷在G處產生的合場強大小等于0點的正點電荷

在G處產生的電場強度大小，為E尸當。由于G、H兩點關于兩負點電荷連線對稱，所以兩負點電荷在H處產

生的合場強大小等于E?當正點電荷放在G處時,它在H處產生的電場強度大小E產的,所以H處的合場強

(2a)

E=E「L學,方向沿y軸負方向,B正確。

方法技巧計算電場強度的三種方法

方法適用情況

用定義式常用于涉及試探電荷或帶電體的受力情況

E=上求解

用E=端求解僅適用于真空中的點電荷產生的電場

利用疊加

常用于涉及空間的電場是由多個電荷共同產生的情況

原理求解

9.CA圖中A、B兩點的場強大小相等，但方向不同,A錯誤;B圖中A、B兩點的場強方向相同，但大小不相等,B

錯誤;C圖中A、B兩點在勻強電場中，場強相同,C正確;D圖中A、B兩點的場強大小不相等，方向也不相同,D

錯誤。

10.B電場線密的地方電場強度大，電場線疏的地方電場強度小，因為只有一條電場線，不能判斷電場線的

疏密情況,所以不能判斷場強的大小,A錯誤；由題圖可知B點電場強度的方向向右，當在B點由靜止釋放一個

電子時，電子受力的方向向左，電子一定向A點運動,B正確;根據點電荷電場分布特點可知，該點電荷的電性

無法確定,C錯誤;正電荷受到的靜電力的方向一定沿著電場線的切線方向，但其通過A點時運動方向可以為

任意方向,D錯誤。

11.答案（D正電鼻（2）鼻

qsin。tany

解析（1）小球的受力如圖,可知小球所受靜電力的方向與場強方向相同,小球帶正電。

aqE

由圖可得qEsin9=mg

（2）細線對小球的拉力F尸總

tan。

根據牛頓第三定律可知細線所受到的拉力大小為巖。

tan。

能力提升練

1.D設ab=bc=cd=L,在a點固定一帶電荷量為+Q的點電荷,測得b點電場強度大小為E,則E=k%將另一帶

電荷量為+2Q的點電荷放在d點時,帶電荷量為+2Q的點電荷在b點產生的電場強度大小E,=k^=iE,方向水

平向左，則b點電場強度大小E產E-共=共,方向水平向右,故A、B錯誤;帶電荷量為+2Q的點電荷在c點產生

的電場強度大小Ez=k與=2E,方向水平向左,帶電荷量為+Q的點電荷在c點產生的電場強度大小E3=7/三巳

1(2L)4

方向水平向右,則c點電場強度大小Ec=2E-iE^E,方向水平向左,故C項錯誤,D項正確。

2.C0點是正三角形的中心,到三個點電荷的距離r=|asin60°哼a,三個點電荷在0處產生的場強大小均

為E。岑,根據平行四邊形定則可知:兩個+q在0處產生的合場強為E*,再與-q在0處產生的場強合成,得

到0點的合場強為E=E0+E尸殍,方向由0指向C,故C正確。

a2

3.A根據合場強方向可知，甲帶正電荷，乙?guī)ж撾姾?由于合場強偏向上，所以斜向上方的電場較強，即甲在

P點產生的電場較強，因P點到兩電荷的距離相等，故QQQAA正確,B、C、D錯誤。

4.D根據對稱性分析可得，三根相同的帶正電圓弧棒可等效成三個正點電荷，其在0點產生的場強如圖所

AB棒與EF棒在0點產生的場強EAB、E即相抵消,0點電場強度大小為ECD=E,則每個帶電圓弧棒在0點產生的

場強大小EMFEOFEME;撤去AB棒,0點的電場強度為Eg和EEF疊加,大小為&E。故選D,

5.C把半球面三等分,則每一部分在0點處的場強大小均相等,設為E',方向如圖

依題意,半球面在0點的合場強為E,根據矢量合成法則,可得E=2E'，所以E'故選C?

6.A點電荷在A點產生的電場強度為方向水平向左，故帶電薄板在A點產生的場強

(3d)

E2=E.+Eo=k-^+Eo,方向水平向右。根據對稱性，帶電薄板在B點產生的場強與在A點產生的場強等大反向，

根據電場疊加原理,可知B點場強大小E產k湍產+E0+k*=k蒙+E。,合場強方向水平向左。故選A。

7.C電場線的疏密反映電場的強弱,可知b點的電場強度大于c點、d點的電場強度,A