2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第3節(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE5第3節(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．下列哪個(gè)是電場(chǎng)強(qiáng)度的單位()A．庫(kù) B．安C．牛/庫(kù) D．伏【答案】C【解析】依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位為牛/庫(kù)，故選C．2．關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是()A．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟電場(chǎng)力的方向一樣C．在點(diǎn)電荷Q旁邊的隨意一點(diǎn)，假如沒(méi)有把摸索電荷q放進(jìn)去，則這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D．依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力成正比，跟放入電場(chǎng)中的電荷的電量成反比【答案】A【解析】依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，A正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟正電荷所受的電場(chǎng)力方向一樣，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身確定，與是否放入摸索電荷無(wú)關(guān)，與摸索電荷所受的電場(chǎng)力及摸索電荷的電量無(wú)關(guān)，C、D錯(cuò)誤．3．在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為－q的摸索電荷時(shí)，測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E；若在該點(diǎn)放入電荷量為＋2q的摸索電荷，此時(shí)測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A．大小為E，方向和E相同B．大小為2E，方向和E相同C．大小為E，方向和E相反D．大小為2E，方向和E相反【答案】A【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是摸索電荷所受的電場(chǎng)力F與摸索電荷所帶的電荷量q的比值，由電場(chǎng)本身確定，與摸索電荷的有無(wú)、電性、電量的大小無(wú)關(guān)．故在該點(diǎn)放入電荷量為－q的摸索電荷時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，放電荷量為＋2q的摸索電荷時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為E，方向和E相同．故A正確．4．如圖所示，A、B是同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是()A．EA>EB，方向相同 B．EA>EB，方向不同C．EA<EB，方向相同 D．EA<EB，方向不同【答案】B【解析】由圖可知，A點(diǎn)電場(chǎng)線比B點(diǎn)電場(chǎng)線密集，依據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度比較場(chǎng)強(qiáng)大小可知，EA＞EB，電場(chǎng)線的切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)方向，則A、B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．5．(多選)如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)狀況，下列說(shuō)法中可能的是()A．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bB．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bC．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至aD．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a【答案】AD【解析】曲線中合外力的方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，所以粒子所受電場(chǎng)力水平向左，電荷為負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向可從a到b，也可以從b到a．故選AD．6．在等邊三角形ABC的頂點(diǎn)B和C處各放一個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷時(shí)，測(cè)得A處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與BC邊平行且由B指向C，如圖所示．若拿走C處的點(diǎn)電荷，則下列關(guān)于A處電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是()A．大小仍為E，方向由A指向BB．大小仍為E，方向由B指向AC．大小變?yōu)閑q\f(E,2)，方向不變D．不能得出結(jié)論【答案】B【解析】設(shè)B、C兩處點(diǎn)電荷在A處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E′，由平行四邊形定則可知E′＝E，拿走C處的點(diǎn)電荷后，A處電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為E，方向由B指向A，故B正確．7．如圖所示，A、B是同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是()A．EA>EB，方向相同 B．EA>EB，方向不同C．EA<EB，方向相同 D．EA<EB，方向不同【答案】C【解析】電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，故EA＜EB；電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一樣，故A、B的電場(chǎng)方向均是向右．故C正確．8．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上．a(chǎn)、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電．整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．已知靜電力常量為k．若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A．eq\f(\r(3)kq,3l2) B．eq\f(\r(3)kq,l2)C．eq\f(3kq,l2) D．eq\f(2\r(3)kq,l2)【答案】B【解析】設(shè)小球c帶電荷量為Q，由庫(kù)侖定律可知小球a對(duì)小球c的庫(kù)侖引力為F＝keq\f(qQ,l2)，小球b對(duì)小球c的庫(kù)侖引力為F＝keq\f(qQ,l2)，兩個(gè)力的合力為2Fcos30°．設(shè)水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，對(duì)小球c，由平衡條件可得qE＝2Fcos30°，解得E＝eq\f(\r(3)kq,l2)，故B正確．9．如圖所示，空間中A、B、C三點(diǎn)的連線恰構(gòu)成始終角三角形，且∠C＝30°，AB＝L，在B、C兩點(diǎn)分別放置一點(diǎn)電荷，它們的電荷量分別是＋Q與－Q(靜電力常量為k)．求斜邊AC的中點(diǎn)D處的電場(chǎng)強(qiáng)度．【答案】eq\f(\r(3)kQ,L2)方向水平向右【解析】連接BD，三角形ABD為等邊三角形，可得BD＝CD＝AB＝L．點(diǎn)電荷＋Q和－Q在D處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E1＝keq\f(Q,L2)，方向如圖所示，二者之間夾角大小為60°．據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，D處的電場(chǎng)強(qiáng)度為這兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，可解得E＝2E1cos30°＝2×eq\f(kQ,L2)×eq\f(\r(3),2)＝eq\f(\r(3)kQ,L2)，方向水平向右．B組·實(shí)力提升10．如圖所示，一半徑為R的圓盤上勻稱分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷．已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則d點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)()A．keq\f(3q,R2) B．keq\f(10q,9R2)C．keq\f(Q＋q,R2) D．keq\f(9Q＋q,9R2)【答案】B【解析】由于在a點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷q后，b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，說(shuō)明點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與圓盤上Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，即EQ＝Eq＝keq\f(q,R2)．依據(jù)對(duì)稱性可知Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EQ′＝keq\f(q,R2)，則Ed＝EQ′＋Eq′＝keq\f(q,R2)＋keq\f(q,3R2)＝keq\f(10q,9R2)，故B正確．11．一邊長(zhǎng)為r的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，固定有3個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為＋q、＋q和－2q，如圖，靜電力常量為k，則三角形中心處O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向()A．eq\f(12kq,r2)，指向電荷量為－2q的點(diǎn)電荷B．eq\f(9kq,r2)，指向電荷量為－2q的點(diǎn)電荷C．eq\f(12kq,r2)，背離電荷量為－2q的點(diǎn)電荷D．eq\f(9kq,r2)，背離電荷量為－2q的點(diǎn)電荷【答案】B【解析】O點(diǎn)是三角形的中心，到三個(gè)電荷的距離為l＝eq\f(\f(r,2),sin60°)＝eq\f(\r(3),3)r，兩個(gè)＋q電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均E1＝E2＝keq\f(q,l2)；依據(jù)對(duì)稱性和幾何學(xué)問(wèn)得，兩個(gè)＋q在O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為E12＝E1＝keq\f(q,l2)．再與－2q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成，得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E＝E12＋E3＝keq\f(q,l2)＋keq\f(2q,l2)＝keq\f(3q,l2)＝eq\f(9kq,r2)，方向指向電荷量為－2q的點(diǎn)電荷，故選B．12．懸掛在O點(diǎn)的一根不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小球，若在空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，則小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ，如圖所示．(1)求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值．(2)若在某時(shí)刻突然撤去電場(chǎng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，求小球?qū)?xì)線的拉力的大小．【答案】(1)eq\f(mgsinθ,q)方向?yàn)榕c水平方向夾角為θ，斜向左下方(2)mg(3－2cosθ)【解析】(1)當(dāng)靜電力的方向與細(xì)線垂直時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最?。蒻gsinθ＝qE解得E＝eq\f(mgsinθ,q)小球帶負(fù)電，