新教材2024高中物理第九章靜電場及其應用9.3電場電場強度同步測試新人教版必修第三冊

第九章靜電場及其應用3電場電場強度【基礎鞏固】1.P點為點電荷+Q的電場中的某點.若將電荷量為q的摸索電荷放在P點,該摸索電荷受到的靜電力是F.下列說法正確的是 ()A.若將電荷量為2q的摸索電荷放在P點,P點的電場強度大小為FB.若將電荷量為2q的摸索電荷放在P點,P點的電場強度大小為FC.若將電荷量為2q的摸索電荷放在P點,P點的電場強度大小為2D.若將放在P點的摸索電荷取走,則P點的電場強度為0答案:A2.下列各圖,電場線描述正確的是 ()A.正點電荷的電場線B.負點電荷的電場線C.等量異種點電荷的電場線D.等量同種點電荷的電場線答案:C3.下圖為金屬球放入勻強電場后電場線的分布狀況.設該電場中A、B兩點的電場強度大小分別為EA、EB,則A、B兩點 ()A.EA=EB,電場方向相同B.EA<EB,電場方向相同C.EA>EB,電場方向不同D.EA<EB,電場方向不同解析:電場線的疏密表示電場強弱,由題圖可知,B點電場線密集,A點電場線稀疏,故EA<EB,又電場方向為電場線的切線方向,故A、B兩點的電場方向不同,故選項A、B、C錯誤,選項D正確.答案:D4.關于點電荷產生的電場,下列說法正確的是 ()A.正點電荷四周的電場肯定比負點電荷四周的電場強B.以點電荷為球心,以r為半徑的球面上,各點的電場強度大小都相等C.電場強度計算公式E=kQrD.在電場中某點放入電荷量為q的摸索電荷,若摸索電荷受到的靜電力為F,則該點的電場強度為E=Fq答案:B5.(2024·廣東化州)兩個異種電荷放在一條直線上,Q1帶負電,Q2帶正電,若Q1的電荷量大于Q2的電荷量,則兩個點電荷連線中垂線上的P點的合場強方向可能是圖中的()A.E1 B.E2C.E3 D.E4解析:在兩個等量異種電荷連線的中垂線上,電場強度方向總是與兩電荷的連線平行且指向負電荷一側,本題中Q1的電荷量大于Q2的電荷量,因此Q1會產生額外向下的電場強度重量,即合場強指向負電荷一側,斜向左下方,選項C正確.答案:C6.如圖所示,一個電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過,電子的重力不計,電子除受靜電力以外,受到的另一個力的大小和方向的改變狀況為 ()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,方向水平向右解析:A→O→B,電場強度先變大后變小,方向水平向右,所以電子受到的靜電力先變大后變小,方向水平向左.又電子處于受力平衡狀態(tài),故另一個力應是先變大后變小,方向水平向右.故選項B正確.答案:B7.(2024湖南卷)如圖,在(a,0)位置放置電荷量為q的正點電荷,在(0,a)位置放置電荷量為q的負點電荷,在距P(a,a)為2a的某點處放置正點電荷Q,使得P點的電場強度為零,則Q的位置及電荷量分別為()A.(0,2a),2q B.(0,2a),22qC.(2a,0),2q D.(2a,0),22q解析:-q、+q兩點電荷在P點產生的電場強度如圖所示,要使P點電場強度為零,由電場疊加知,Q的位置應為(0,2a),由電場疊加得2kqa2=kQ(2a)答案:B【拓展提高】8.在如圖所示的電場中,一負電荷從電場中A點由靜止釋放,只受靜電力作用沿電場線運動到B點,則它運動的v-t圖像可能是選項中的 ()ABCD答案:B9.如圖所示,在豎直放置的光滑半圓形絕緣細管的圓心O處放一點電荷.將質量為m、電荷量為q的小球從管的水平直徑端點A由靜止釋放,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力,自由落體加速度為g.放于圓心處的電荷在AB弧中點處的電場強度的大小為()A.mgq B.2mgq解析:帶電小球從A點到B點的過程中,靜電力方向始終和速度方向垂直,故只有重力對小球做功,小球機械能守恒,有mgR=12mvB2,在B處小球受重力和靜電力,二者合力供應向心力,得qE-mg=mv特點可知,AB弧中點處電場強度大小也為3mg答案:C10.如圖所示,O是半徑為R的正N邊形(N為大于3的偶數(shù))外接圓的圓心,在正N邊形的一個頂點A放置一個電荷量為+2q的點電荷,其余頂點分別放置電荷量均為-q的點電荷(未畫出).則圓心O處的電場強度的大小為 ()A.2kqR2 B.3kq解析:由對稱性及電場疊加原理可知,圓心O處的電場可等效為由正N邊形的頂點A放置的一個電荷量為+2q的點電荷與過該點直徑的另一端的頂點放置的一個電荷量為-q的點電荷共同產生的電場.由點電荷電場強度公式可知,圓心O處的電場強度的大小為E=3kq答案:B11.如圖所示,A、B為兩個可視為點電荷的帶電小球,電荷量QA=2×10-8C,QB=-2×10-8C,相距d=3cm,在方向水平的勻強電場(未畫出)作用下,A、B均保持靜止狀態(tài),且懸線都沿豎直方向.靜電力常量k=9×109N·m2/C2,求:(1)勻強電場的電場強度大小和方向;(2)A、B連線中點C的電場強度大小和方向.解析:(1)由題可知A球受力平衡,水平方向所受合力等于0,B對A的作用力水平向右,所以勻強電場方向水平向左,且kQAQBd2=EQA(2)A、B連線中點處的電場強度是兩個點電荷與勻強電場的合電場產生的,兩個點電荷產生的電場強度方向都向右,勻強電場方向向左,E'=2kQB1.4×106N/C,方向水平向右.答案:(1)2.0×105N/C,方向水平向左(2)1.4×106N/C,方向水平向右【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.(2024·山東卷)半徑為R的絕緣細圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點,環(huán)上勻稱分布著電荷量為Q的正電荷.點A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長均為ΔL的小圓弧上的電荷.將一點電荷q置于OC延長線上距O點為2R的D點,O點的電場強度剛好為0.圓環(huán)上剩余電荷分布不變,q為()A.正電荷,q=QΔLπRC.負電荷,q=2QΔLπ解析:因為電荷在細圓環(huán)上勻稱分布,所以弧長為ΔL的小圓弧上所帶的電荷量為Q'=Q2πR·ΔL,當ΔL足夠小時,可以將取走的部分看作點電荷,細圓環(huán)