人教版 (2019)必修 第三册3 电场 电场强度课时练习

2021-2022学年度高二物理第九章静电场及其应用第三节电场电场强度（暑期衔接练习五）（人教版2019）

一、单选题

1．反射式速调管是常用的微波器件之一，某速调管内电场方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示，。一电子仅在电场力作用下，从P点由静止开始运动，则电子（　　）

A．将在P、M之间做往复运动

B．从P到O的运动过程中，加速度不断增大

C．从P到M的运动过程中，电势能先增大后减小

D．从P点沿x轴正方向运动过程中加速时间是减速时间的一半

2．关于物理学史，以下符合历史事实的是（　　）

A．法拉第最早提出用电场线表示电场

B．密立根通过扭秤实验精确地测出了元电荷的电量

C．伽利略通过实验总结得出力是维持物体速度不变的原因

D．牛顿研究整理第谷天文观测的数据，发现了万有引力定律

3．一个正电荷的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小，关于EA和EB的大小关系，下列说法正确的是（　　）

A．EA>EB

B．EA=EB

C．EA<EB

D．无法比较EA和EB的大小

4．在电场中A点，先后放入q1、q2两个点电荷（q1＞q2），点电荷所受到的电场力分别为F1、F2，两次测得该点的电场强度分别为E1、E2，则（   ）

A．F1=F2，E1=E2 B．F1>F2，E1=E2

C．F1>F2，E1>E2 D．F1<F2，E1<E2

5．下列关于静电场的说法中正确的是（        ）

A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低

B．电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取有关

C．单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点的电势越高

D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功一定为零

6．如图，半径为R的圆盘均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q （q>0）的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）

A．k B．k C．k D．k

7．如图所示，真空中有两个点电荷分别位于M点和N点，它们所带电荷量分别为和．已知在M、N连线上某点P处的电场强度为零，且MP=3PN，则（    ）

A． B． C． D．

8．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φa=2V，φb=8V，则下列叙述正确的是（　　）

A．该电场线的电场方向一定由a指向b

B．该电场在C点处的电势一定为5V

C．a点处的场强Ea一定小于b点处的场强Eb

D．正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大

9．在真空中A、B两点分别固定电荷量为+q、-q（q>0）的两个点电荷，以A、B为顶点作两等大的圆锥，O点为圆锥底面圆的圆心，C、D两点在圆锥母线上并关于O点对称，空间无其他电场，下列说法正确的是（   ）

A．圆锥底面上所有点的电势相等

B．圆锥底面上所有点的电场强度相等

C．C、D两点的场强大小相等，方向不同

D．将正电荷由C点移到到D点电势能将增大

10．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。两点电荷、所形成的电场线分布图如图所示，电场线关于、连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　）

A．、为同种电荷 B．、为异种电荷

C．的带电荷量大于的带电荷量 D．的带电荷量小于的带电荷量

二、多选题

11．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则（　　）

A．粒子带负电 B．粒子加速度逐渐增加

C．A点的场强小于B点场强 D．粒子的电势能增加

12．我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图．玻璃管已抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下，由阴极沿 x 轴方向飞向阳极，电子掠射过荧光屏，屏上亮线显示出电子束的径迹．要使电子束的径迹向 z 轴正方向偏转，在下列措施中可采用的是 ( )

A．加一电场，电场方向沿 y 轴正方向

B．加一电场，电场方向沿 z 轴负方向

C．加一磁场，磁场方向沿 z 轴正方向

D．加一磁场，磁场方向沿 y 轴负方向

13．如图所示，一带电质点从点竖直向上以速度射入一水平方向的匀强电场中，质点运动到点时，速度方向变为水平。已知质点质量为，带电荷量为，间距离为，且连线与水平方向成角，质点到达后继续运动可到达与点在同一水平面上的点（图中未画出），，则下列说法正确的是（　　）

A．间距为 B．匀强电场的电场强度大小为

C．质点在点的加速度大小为 D．从到的过程中，带电质点的电势能减小了

14．下列是某同学对电场中的概念．公式的理解，其中错误的是（　　）

A．根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比

B．根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间电压成反比

C．根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比

D．根据公式，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则UAB=1V

15．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知(     )

A．三个等势面中，a的电势最高

B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大

C．带电质点通过P点时的动能较Q点大

D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大

三、填空题

16．在两块平行且竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30°角，AB长0.2cm，如图所示。现有一带电量为的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功，则A、B两点间电势差值为_______V。此匀强电场的场强大小为_______V/m。

17．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两水平平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中它们所带的电荷量之比qP∶qQ=___________；它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ=___________。

18．在点电荷Q产生电场中有a、b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30∘角,b点的场强方向与ab连线成120∘角,如图所示则点电荷Q的电性为_____和b点的场强大小为_____

19．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点．由图可知，电场强度EA________EB(选填“>”或“<”)．将一个正点电荷先后放在A、B两点，它所受的电场力FA________FB(选填“>”或“<”)．

四、解答题

20．在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？

21．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，请比较电场中A、B两点的电场强度是否相同，并说明理由。

22．一带正电的 A 点电荷在电场中某点的电场强度为 4．0×104N/C，电荷量为+5．0×10-8 C 的 B 点电荷放在该点,求：

（1）点电荷在该点受到的电场力？

（2）若在该点放上一个电荷量为-2．0×10-8 C 的 C 点电荷，则该点的电场强度？

23．如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，两板间距离 d =0.4 cm，有一束相同微粒组成的带正电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10-6kg，电量q = 1×10-8 C，电容器电容为C =10-6 F。求：（g=10m/s2）

(1)为使第一个粒子能落在下板中点，则微粒入射速度v0应为多少？

(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？

24．如图所示，在竖直平面内有两个等量的异种点电荷，其电荷量分别为＋Q、－Q，固定在同一个水平直线上相距为的A、B两点．在AB连线的垂直平分线有固定光滑竖直绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为－q小环（可视为点电荷）静止释放．已知ABC构成正三角形，求：

（1）在C点杆对小环的作用力大小；

（2）小环滑到D点的速度大小．

参考答案

1．D

【详解】

A．由图可知，所以电子由静止开始后，将在P、N之间做往复运动，故A错误；

B．由图可知在P、O之间，是常量，由

可知P、O之间为匀强电场，所以电子的加速度不变，故B错误；

C．从P到M的运动过程中，电势先升高再降低，由

可知电子的电势能先减小后增大，故C错误；

D．从P点到O点电子做加速运动，设加速度大小为，用时为，位移大小为；从O点到N点电子做减速运动，设加速度大小为，用时为，位移大小为；则

由图可知

又

解得

故D正确。

故选D。

2．A

【详解】

A．法拉第最早提出用电场线表示电场，所以A正确；

B．密立根通过油滴实验精确地测出了元电荷的电量，所以B错误；

C．伽利略否定了“力是维持物体运动的原因”的观点，所以C错误；

D．牛顿研究整理第谷、哥白尼、伽俐略、笛卡尔、开普勒等人对天文观测的数据，发现了万有引力定律，所以D错误；

故选A。

3．A

【详解】

电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于电场线的疏密可知，A点电场线比B点电场线更密，则

故选A。

4．B

【解析】

在电场中的同一点，电场强度相同，与所放的电荷无关，所以E1=E2，根据F=qE知，q1＞q2，则F1＞F2，故B正确，ACD错误．故选B．

5．C

【详解】

电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，选项A错误；电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取无关，选项B错误；根据可知单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点的电势越高，选项C正确；将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功不一定为零，因为中间过程中电场力不一定为零，故D错误；故选C.

6．B

【详解】

电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度的大小为：

而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：

根据对称性原理可知，圆盘在d产生电场强度大小也为：

电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度的大小为：

由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d处产生电场强度的大小为：

故选B．

7．B

【详解】

因为P处的电场强度为0，故，因为MP=3PN，故q1=9q2，选项B正确．

8．D

【详解】

A．根据顺着电场线电势降低可知，这条电场线上的场强方向是b指向a，A错误；

B．若该电场是匀强电场，根据匀强电场

可知，顺着电场线方向电势均匀降低，则在c点处的电势为

若该电场是非匀强电场，则在c点处的电势不是5V，B错误；

C．一条电场线不能表示电场线的疏密，所以无法判断场强的大小，C错误；

D．正电荷从a点运动到b点的过程中，根据

电场力做负功，电势能增大，D正确。

故选D。

9．A

【解析】A、根据等量异种电荷的电场分布可知，圆锥底面是一个等势面，其上所有点的电势均为零，即电势相等，故A正确；
B、圆锥底面上所有点的电场强度方向均水平向右，但是O点的场强最大，离O点越远的位置场强越小，故B错误；
C、由对称性可知，C、D两点的场强大小相等，方向相同，故C错误；
D、C点的电势高于D点，则将正电荷由C点移到到D点电势能将减小，故D错误。

点睛：解决本题的关键要掌握等量异种点电荷电场线和等势面的分布情况，要知道过两点电荷连线的垂直平分面是一个等势面。

10．B

【详解】

AB．根据图像可知，、为异种电荷，故B正确A错误；

CD．电场线关于、连线的中垂线对称，故的带电荷量等于的带电荷量，故CD错误。

故选B。

11．AD

【详解】

A．由图所示，粒子从A到B，根据曲线运动条件可得，电场力逆着电场线方向，所以粒子带负电，A正确；

BC．电场线的疏密表示场强的大小，A点的电场线比B点的密，A点的场强大于B点场强，根据

则A点的电场力大于B点的电场力，根据牛顿第二定律，粒子加速度逐渐减小，BC错误；

D．由图所示，粒子从A到B，根据曲线运动条件可得，电场力逆着电场线方向，电场力做负功，电势能增加，D正确。

故选AD。

12．BD

【解析】

【详解】

A. 电子带负电，受电场力与电场线方向相反，如果要加电场，则电场方向应沿Z轴的反方向才能使电子束的径迹向Z轴正方向偏转，故A错B正确；

C. 根据左手定则可知，要使粒子向Z轴正方向偏转，所加磁场应沿y轴的负方向，故C错误D正确．

故选BD．

13．ABD

【详解】

A．质点在竖直方向受重力作用，所以在竖直方向做的是竖直上抛运动，根据对称性可知质点从到的时间等于从到的时间。质点在水平方向受电场力作用，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以在水平方向的位移与在水平方向的位移之比为，由题知，水平方向的位移，所以水平方向的位移为，故间距为，故A正确；

B．设质点从到的时间为，则

在水平方向的加速度为，则从到有

由牛顿第二定律得

解得，故B正确；

C．质点受到的合力大小为

所以由牛顿第二定律，质点在点的加速度大小为

故C错误；

D．从到竖直方向上为竖直上抛运动

质点从到电场力做功为

解得

电场力做的功等于电势能的变化量，即质点的电势能减小了，故D正确。

故选ABD。

14．ABD

【详解】

A．电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，和试探电荷的电荷量无关，A错误，符合题意；

B．电容器的电容是由电容器本身决定的，与所带电荷量以及两极板间电压均无关，B错误，符合题意；

C．根据真空中点电荷电场强度公式

电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比，C正确，不符合题意；

D．根据公式

带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则

D错误，符合题意。

故选ABD。

15．BD

【详解】

A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c点电势最高，故A错误；

BC．根据带正电的质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，即P点时电势能较大，而动能较小，故B正确，C错误；

D．等差等势线密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，因此P点加速度也大，故D正确．

16．       

【详解】

[1] A、B两点间的电势差大小为

[2]根据得电场强度大小为

17．1:2    1:4   

【详解】

[1]由题可知，物体在平行电场方向受到电场力的作用，做初速度为0的匀加速直线运动，根据位移公式则有

解得

因此有

根据牛顿第二定律，有

故有

[2]由动能定理，有

而，，所以动能增加之比为

18．负电    3E   

【详解】

将场强Ea、Eb反向延长，交点即为点电荷所在位置，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电；根据几何知识分析解得，a点到Q点的距离：

b点到Q点的距离，由此可得：a、b两点到点电荷Q的距离之比为：

由点电荷场强公式：，由此可得：a、b两点场强大小的比值

Ea：Eb=1：3

所以Eb=3E。

19．>    >   

【详解】

[1]由图知，A处电场线比B处电场线密，则电场强度EA>EB；

[2]根据F=qE可知，一个负点电荷先后放在A、B两点，所受的电场力的关系为：FA>FB.

20．；，方向沿Qq的连线由Q指向q

【详解】

根据库仑定律有

所以Q在q所在位置产生的电场的电场强度为

方向沿Qq的连线由Q指向q。

21．大小、方向均不同，理由见解析

【详解】

电场线的疏密表示场强大小，电场线切线方向表示电场方向。所以电场中A、B两点的电场强度是A点较大，方向不同。

22．（1），方向由A指向B（2），方向由A指向B

【详解】

（1）方向：由A指向B

（2）若在该点放上一个电荷量为-2．0×10-8 C 的 C 点电荷，则该点的场强不变，仍为方向：由A指向B

23．(1)2.5m/s；(2)600个

【详解】

(1)第一个粒子只受重力

t=0.02s

=2.5m/s

(2)以v0速度入射的带电粒子，恰打到下极板右边缘B时，有

=0.04s

由

mg－qE=ma

n=＝600个

24．（1）（2）

【详解】

（1）在C点：根据库仑定律：

A对小环

B对小环

AB对小环合力

杆对小环的作用力

（2）小环从C到D，电场力不做功，根据动能定理

解得：h=lsin60°

小环滑到D点的速度大小v=