2018-2019学年高中物理 第1章 静电场 第3节 电场强度练习 新人教版选修3-1

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1、第3节电场强度基础巩固1.由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点(B)A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比B.无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化,始终不变C.电场中某点的电场强度为零,放入该点的电荷受到的静电力不一定为零D.试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的电场强度方向解析:电场中某点电场强度,与形成电场的场源电荷和空间位置有关,与有无试探电荷无关,其方向是正电荷在该点的受力方向,选项B正确.2.如图所示的是在一个电场中A,B,C,D四点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图像,那么下列叙述正确的是(B)A.A,B,C,D四点的电场强度大小相等B

2、.A,B,C,D四点的电场强度大小关系是EDEAEBECC.A,B,C,D四点的电场强度大小关系是EAEBEDECD.无法确定这四个点的电场强度大小关系解析:题图中给出了A,B,C,D四个位置上电荷量和它所受静电力大小的变化关系,由电场强度的定义式E=可知,F-q图像的斜率的大小代表电场强度的大小.斜率大的电场强度大,斜率小的电场强度小.故选项B正确,A,C,D错误.3.(2018天津滨海新区大港第八中学高二月考)(多选)真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处,放一个带电荷量为q(qQ)的点电荷,q受到的静电力大小为F,则A点的电场强度为(BD)A. B. C.kD.k解析:由电场强度的定义

3、可知A点电场强度为E=,又由库仑定律知F=,代入后得E=k,故选项B,D正确,A,C错误.4.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)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点的电场强度解析:正点电荷的电场是向外辐射的,电场线密的地方电场强度大,所以选项A正确.5.(2018山西怀仁县第八中学高二月考)两个等量点电荷P,Q在真空中产生的电场线(方向未画出)如图所示,一电子在A,B两点所受的静电力分别为FA和F

4、B,则它们的大小关系为(B)A.FA=FBB.FAFBC.FAEB.根据静电力F=qE知,FAFB,选项B正确,A,C,D错误.6.在一个等边三角形ABC顶点B和C处各放一个电荷量相同的点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C,如图所示.拿走C处的点电荷后,A处电场强度情况将是(B)A.大小仍为E,方向由A指向BB.大小仍为E,方向由B指向AC.大小变为,方向不变D.0解析:由题意可知,两个顶点B,C处各放一个点电荷,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C,根据平行四边形定则作出B处点电荷在A处的电场强度EB和C处点电荷在A处的电场强度EC的合电场强度E

5、,由于三角形ABC是等边三角形,所以EB和EC的夹角为120,由几何知识可知EB=EC=E,B处点电荷在A处的电场强度EB的方向由B指向A,当拿走C处的点电荷后,则A处电场强度的大小仍为E,方向由B指向A,故选项B正确,A,C,D错误.7.(2018青海平安区第一高级中学高二月考)(多选)如图(甲)所示,AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图(乙)则是放在电场线上a,b处的检验电荷的电荷量与所受静电力大小间的函数图像(F-q图像),指定电场方向由A指向B为正方向,由此可以判定(CD)A.场源电荷可能是正电荷,位置在A侧B.场源电荷可能是负电荷,位置在A侧C.场源电荷可能是正电荷,位置在B

6、侧D.场源电荷可能是负电荷,位置在B侧解析:由F=qE和题图(乙)可知,q相同时b点的静电力较大,故场源电荷位置在B侧,由于检验电荷电性不确定,故选项C,D正确.8.(2018安徽合肥百花中学高二测试)直角坐标系xOy中,M,N两点位于x轴上,G,H两点坐标如图所示.M,N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点,则H点处电场强度的大小和方向分别为(B)A.,沿y轴正向B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向解析:处于O点的正点电荷在G点处产生的电场强度E1=k,方向沿y轴负向;又因为G点处电场强度为零

7、,所以M,N处两负点电荷在G点共同产生的电场强度E2=E1=k,方向沿y轴正向;根据对称性,M,N处两负点电荷在H点共同产生的电场强度E3=E2=k,方向沿y轴负向;将该正点电荷移到G处,该正点电荷在H点产生的电场强度E4=k,方向沿y轴正向,所以H点的电场强度E=E3-E4=,方向沿y轴负向,故选项B正确.能力提升9.(2018浙江杭州高二期中)如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.010-8 C和Q2=-1.010-8 C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6 cm的位置上.关于x坐标轴上的点的电场强度的说法正确的是(A)A.x12 cm的区域电场沿x轴正方向B.在x坐标轴上电场强度为零的

8、点有两处C.x坐标轴上所有点的电场强度都沿x轴正向D.x坐标轴上x6 cm所有点的电场强度都沿x轴正方向解析:某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的叠加,根据点电荷的电场强度公式E=,要使电场强度为零,那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场强度大小相等方向相反,不会在Q1的左边,因为Q1的电荷量大于Q2,不会在Q1,Q2之间,因为它们电荷电性相反,在中间的电场方向都是一样的,所以只能在Q2右边,设该位置距Q2的距离是L,所以=,解得L=6 cm,所以x坐标轴上x=12 cm处的电场强度为零,则在x12 cm的区域Q1的电场强度大于Q2的电场强度,故在x12 cm的区域电场

9、沿x轴正方向,选项A正确,B错误;在Q1,Q2之间,正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场强度方向沿x轴正方向,所以实际电场强度也是沿x轴正方向,根据点电荷的电场强度公式得x坐标轴大于12 cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域,所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6 cm)和(12 cm,),选项C,D错误.10.(2018江苏徐州高二检测)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上均匀分布着正电荷,总电荷量为q,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,OM=ON=2R.已知M点的电场强度大小为E,则

10、N点的电场强度大小为(C)A.-E B.C.-E D.+E解析:若将带电荷量为2q的球壳的球心放在O处,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.则在M,N两点所产生的电场强度为E=,由题知当半球面如题图所示产生的电场强度为E,则N点的电场强度为E=-E,故选项C正确.11.(2018广东佛山一中高二月考)如图所示,A为带正电Q的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处放一质量为m,电荷量为q的小球,小球受水平向右的静电力偏转角静止.小球用绝缘丝线悬挂于O点,试求小球所在处的电场强度.解析:小球的受力如图所示.由平衡条件得F=mgtan 小球所在处的电场强度E=.小球

11、带正电荷,电场强度方向与其受到的静电力方向一致,方向水平向右.答案:方向水平向右(教师备用)1.(2018甘肃靖远一中高二期中)A,B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其v-t图像如图所示.则此电场的电场线分布可能是(A)解析:从题图可以直接看出,微粒的速度随时间逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明微粒的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A到B电场线逐渐变密.综合分析知,微粒是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,故选项A正确.2.(2018四川遂宁检测)在电场强度为E=k的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一带电

12、荷量为+Q的正点电荷,ac,bd为相互垂直的两条直径,其中bd与电场线平行,不计试探电荷的重力,如图所示.则(B)A.把一正试探电荷+q放在a点,试探电荷恰好处于平衡B.把一负试探电荷-q放在b点,试探电荷恰好处于平衡C.把一负试探电荷-q放在c点,试探电荷恰好处于平衡D.把一正试探电荷+q放在d点,试探电荷恰好处于平衡解析:点电荷+Q在a点产生的电场方向为水平向右,大小为Ea=k,与电场E叠加后合电场强度指向右斜上方,故正试探电荷受力不平衡,选项A错误;点电荷+Q在b点产生的电场强度方向竖直向下,大小为Eb=k,与电场E叠加后合电场强度为零,试探电荷正好受力平衡,选项B正确;在c点时电场强度

13、方向为斜向左下方,电场不为零,试探电荷不能平衡,选项C错误;在d点的合电场强度方向竖直向上,电场不为零,试探电荷不能平衡,选项D错误.3.场源电荷Q=210-4 C,是正点电荷.检验电荷q=-210-5 C,是负点电荷,它们相距r=2 m,且都在真空中,如图所示.静电力常量k=9109 Nm2/C2,求:(1)q受的静电力;(2)q所在的B点的电场强度EB;(3)若将q换为q=410-5 C的正点电荷,再求q受力及B点的电场强度;(4)将检验电荷拿去后再求B点的电场强度.解析:(1)由库仑定律得F=k=9109 N=9 N方向在A与B的连线上,且指向A.(2)由电场强度的定义E=k所以E=9109 N/C=4.5105 N/C方向由A指向B.(3)由库仑定律得F=k=9109 N=18 N方向由A指向B.E=k=4.5105 N/C方向由A指向B.(4)因E与q无关,q=0也不会影响E的大小与方向,所以拿走q后电场强度不变.答案:(1)9 N,方向由B指向A(2)4.5105 N/C,方向由A指向B(3)18 N,方向由A指向B4.5105 N/C,方向由A指向B(4)4.5105 N/C,方向由A指向B8