教科版 (2019)必修 第三册3 静电场 电场强度和电场线课后复习题

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册

1.3静电场 电场强度和电场线 课时练习（解析版）

1．下列说法正确的是（    ）

A．开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律

B．牛顿发现了万有引力定律并通过精确的计算得出万有引力常量

C．万有引力常量是库仑通过扭秤实验测量得出的

D．法拉第最早引入了场的概念，并提出用电场线描述电场

2．如图(a)所示，直线MN是一个点电荷电场中的电场线．图(b)所示的是放在电场线上的a、b两点的试探电荷其电荷量q的大小与所受电场力F的大小的关系图象，则 (      )

A．场源电荷位置一定在a的左侧

B．场源电荷位置可能在b的右侧

C．场源电荷一定带正电

D．场源电荷一定带负电

3．如图所示，在球壳内部球心处放置带电荷量+Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是（ ）

A．A、B两点场强均为零

B．EA＞EB＞EC

C．B点场强方向指向球心

D．如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同

4．以下说法正确的是（   ）

A．速度、加速度、电场强度这三者所体现共同的物理思想方法是“等效替代”

B．在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米、秒

C．“探究加速度与力、质量的关系” 的实验用了控制变量法

D．伽利略用真实的自由落体运动实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

5．如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是(　  　)．

A．甲图：离点电荷等距的a、b两点

B．丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点

C．丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点

D．乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点

6．下列物理学的常识中，说法正确的是（　　）

A．英国科学家牛顿通过扭秤实验比较精确地测得了引力常量

B．电荷量的单位C（库仑）是基本单位

C．法国科学家库仑提出电荷的周围存在着由它产生的电场

D．美国物理学家密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量

7．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则

A．a点和b点的电场强度相同

B．c、d两点电势差大于0

C．负电荷从a点移到c点，电场力做负功

D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大

8．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一带正电的点电荷，测得b点电场强度大小为E；再将另一带负电的点电荷放在d点，测得c点电场强度大小为。则d点放入电荷后，b点的电场强度大小是（　　）

A． B． C． D．

9．均匀带电薄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上均匀分布有正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）

A．－E B． C．－E D．＋E

10．A、B是一条电场线上的两个点，一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度由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． B．

C． D．

11．如图所示，A、B为两个固定的等量同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计C所受的重力，则关于电荷C以后的运动情况，下列说法中正确的是 （  ）

A．加速度始终增大 B．加速度先增大后减小

C．速度先增大后减小 D．速度不变

12．如图所示，两个带电小球分别固定在P、Q两点，N点为PQ的延长线上电势最低的点，则下列说法正确的是

A．两带电小球可能带同种电荷

B．N点场强可能最大

C．在P点右侧靠近P点处由静止释放一电子，电子的加速度可能一直减小

D．在PQ延长线上N点右侧由静止释放一质子，质子向Q点运动的过程中电势能先减少后增加

13．如图所示为某一点电荷产生的电场线，电场中有A、B、C三点，则以下说法正确的是（      ）

A．B、C两点场强方向相同

B．A、C两点场强方向相同

C．三点中场强最小的是A点

D．三点中场强最大的是A点

14．某电场的电场线如图所示，a、b是一条电场线上的两点，用Ea、Eb和、分别表示a、b两点的电场强度和电势，可以判定（　　）

A．Ea＜Eb B．Ea＞Eb C．＜ D．＞

15．如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（　　）

A．速度先增大，再减小

B．速度一直增大

C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大

D．加速度先减小，再增大

16．把一个带电量q1=2×10﹣6 C 的点电荷放入电场中某点，它所受到的电场力F1=8×10﹣6 N，问：

（1）该点的电场强度E 的大小是多少？

（2）若该点放入带电量q2=4×10﹣6 C 的点电荷，它所所受电场力F2的大小是多少？

17．等量异号点电荷，固定在绝缘水平面上A．B两点，相距2a，如图所示，已知A处电荷带正电，B处电荷带负电，电荷量绝对值都为Q，（静电力常数为k）则

（1）两点电荷连线中点O处的电场强度大小为多少？方向如何？

（2）在AB连线的中垂线上有一点C．AC=BC=2a.求C点的电场强度多大？方向如何？

参考答案

1．D

【详解】

开普勒提出行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测得出万有引力常量，选项BC错误； 法拉第最早引入了场的概念，并提出用电场线描述电场，选项D正确；故选D.

2．A

【详解】

F-q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率大于b的斜率，说明a处场强大于b处的场强，若电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较近，无论场源是正电荷还是负电荷，都应位于a点左侧，故A正确，B错误；由图（b）结合电场强度的定义式，只能判断出a、b两点的电场强度的大小关系，不能判断电场的方向，所以不能判断出场源电荷是带正电，还是带负电．故C错误，D错误．故选A

3．D

【详解】

解：A、+Q在球壳内外表面感应出等量的异种电荷，即球壳内为﹣Q，球壳外为+Q且均匀分布．若画出这时候的电场线可知，在球壳的内外的场强和没有球壳一样．靠近球心处的场强大、远离球心处的场强小，故A点的场强不为0．故A错误；

B、到达静电平衡状态时，B点的场强等于0，最小，所以EA＞EC＞EB．故B错误；

C、到达静电平衡状态时，B点的场强等于0．故C错误；

D、结合A的分析可知，如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同．故D正确．

故选D

【点评】本题考查了处于静电平衡状态的导体的基本性质，明确沿电场线的方向电势降落．

4．C

【详解】

A．速度、加速度、电场强度都采用了比值法定义，并没有体现共同的物理思想方法是“等效替代”，A错误；

B．在国际单位制中，力学的基本单位有千克、米、秒，牛是导出单位，B错误；

C．“探究加速度与力、质量的关系”的实验用了控制变量法，C正确；

D．利用了斜面实验伽利略巧妙地证明了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，斜面实验中伽利略运用了合理外推的物理方法，D错误。

故选C。

5．D

【详解】

甲图中离点电荷等距的a、b两点，场强大小相等，方向不同；电势相等；故选项A错误；乙图中两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点，电势均为零；场强大小和方向均相同，即场强也相同，选项D正确；丙图中两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点，两点的电势相等；场强大小相同，方向相反；选项C错误；丁图中带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点，；两点的场强相等，a点电势高于b点，选项C错误；故选D.

点睛：此题要搞清电场的分布情况，知道电场强度的大小和方向都要相同时，场强才是相同的.

6．D

【详解】

A．卡文迪许通过扭秤实验比较精确地测得了引力常量，A错误；

B．电荷量的单位C（库仑）是导出单位，B错误；

C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，C错误；

D．美国物理学家密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量，D正确。

故选D。

7．D

【详解】

等势线越密电场线越密，电场线越密表示电场越强，由图可知ab两处等势线疏密不同，故a点和b点的电场强度不同，故A错误；由于是负电荷形成的电场，可知d点电势高于c点电势，则c、d两点电势差小于0，选项B错误；由于场源是负电荷，负电荷从a点移到c点过程中受到场源的斥力，而远离场源运动，所以电场力做正功，故C错误；正电荷从e点沿图中虚线移到f点的过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故D正确．

8．A

【详解】

设a、b、c、d四个点间距均为r。由题意可知在b点产生电场的场强大小为

方向向右；

则在c点产生电场的场强大小为

方向向右；

在c点产生电场的场强大小为

方向向右；

c点电场强度大小为，则有

解得

电荷放在d点，其在b点的电场强度大小是

方向向右；

因此d点放入电荷后，b点的电场强度大小是

故选A。

9．C

【详解】

若将均匀带2q电荷的薄球壳放在O处，球壳在M、N两点产生的电场强度大小均为

E=

则由对称关系可知N点的场强大小

EN＝－E

故选C。

10．A

【详解】

负点电荷在静电力的作用下由A运动到B，由v－t图像可知，负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动。由F＝ma知静电力越来越大，即A→B电场强度越来越大，电场线分布越来越密。又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反，故场强方向为由A到B，故A选项正确，BCD错误。

故选：A。

11．B

【详解】

试题分析： A、B为两个固定的等量同种正电荷，根据等量同种电荷的电场分布规律，可知在它们连线的中点C以及无穷远处的电场强度均为0，则从C到无穷远，电场强度先增大后减小，因此自由电荷在C点所受合力为0，沿中轴线运动，所受合力的方向沿中轴线向上，在无穷远处，合力又为零，所以合力的大小先增大后减小，根据牛顿第二定律，则加速度先增大后减小，加速度方向向上，与速度相同，所以速度一直增大，故B正确．

考点：等量同种正电荷的电场.

12．D

【分析】

由异种电荷和同种电荷的电势的分布特点可以判断电性，画出可能的电场线分布，从而去判断场强的大小，电场力可能的方向以及粒子运动时电场力的做功情况．

【详解】

A、若P和Q两点为同种正或负电荷，则沿着PQ的延长线上场强的方向一定，电势一直降低或升高，不会出现N点为电势的最低点；则可知P和Q为异种电荷；故A错误.

B、N点电势最低则一定是场强方向反向的位置，电场强度为零；故B错误.

C、P和Q为异种电荷，在连线上有场强最小的位置，电子释放的加速度为，故加速度先减小后增大；故C错误.

D、因N点的场强为零，N点时场强反向，从N点右侧到Q点电场力先做正功后做负功，则有电势能先减小后增大；故D正确.

故选D.

【点睛】

考查异种电荷和同种电荷的电场线分布，掌握两点电荷连线和中垂线的特点，理解沿着电场线方向电势是降低的，同时知道电场线某点切线方向即为电场强度方向的规定．

13．BD

【详解】

试题分析：电场线的切线方向表示场强的方向，则知B、C两点场强，方向不同，故A错误； A、C两点在同一电场线上，场强方向相同，故B正确；电场线表示场强的大小，电场线越密场强越大，则知三点中场强最大的是A点，故C错误，D正确．

考点：电势差与电场强度的关系；电场强度

【名师点睛】本题关键是要知道电场线的物理意义：电场线的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小．

14．BC

【分析】

电场线可以形象的描述电场的分布，电场线密的地方，电场强度大，沿电场线方向电势降低，据此可正确解答本题．

【详解】

根据电场线疏密表示电场强度大小，Ea＞Eb；根据沿电场线电势降低，φa＜φb，故AD错误，BC正确．故选BC．

【点睛】

本题关键是知道电场强度的大小看电场线的疏密，电势是沿着电场线方向电势降低．

15．AD

【详解】

AB．等量负电荷连线的中垂线O点以上部分电场方向竖直向下，并且从无穷远处向O点先增大后减小，O点以下部分电场方向竖直向上，并且从无穷远处向O点先增大后减小，所以带正电的小球C从P点释放后，在P→O过程中电场力做正功，速度增大，从O到N过程中电场力做负功，速度减小，A正确，B错误；

CD．由于P和N点的位置与中垂线上电场强度最大点的位置关系不明，所以加速度变化不是一定的，如果P和N点在最大电场处外面，在小球C的加速度先增大再减小，过O点后，加速度先增大再减小，C错误，D正确。

故选AD。

16．（1）4N/C；（2）1.6×10﹣5 N．

【详解】

(1)该点的电场强度为

N/C=4N/C

(2)将电量q2=4×10﹣6 C的点电荷放在同一点，电场强度不变，则它所受电场力为

F2=Eq2=4×4×10﹣6N=1.6×10﹣5 N

17．（1），方向由A指向B

（2），方向由A指向B

【详解】

试题分析：（1）在O点，A.B两电荷产生的电场强度大小相同，为，方向均由A指向B，故O处的电场强度大小为：，方向由A指向B．

（2）在C点由点电荷电场强度公式得A.B两电荷产生的电场强度大小为：，方向夹角为．故由几何关系及适量合成法则得，C点的合场强为，方向由A指向B．

考点：电场的叠加

【名师点睛】解决本题的关键要掌握点电荷场强公式，知道空间上任一点场强是由两个点电荷产生的场强的叠加．