9.3 电场 电场强度 同步练习
本试卷共4页,15小题,满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(4分)关于电场强度的定义式 ,下列说法中正确的是( )
A.E和F成正比,F越大E越大
B.E和q成反比,q越大E越小
C.E的大小是由F和q的大小共同决定的
D.E的方向与+q受力F的方向相同
2.(4分)若正电荷Q周围的电场线如图所示,由图可知,以下说法正确的是( )
A.a点的电场强度小于b点的电场强度
B.把另一个带正电的点电荷放在a点,它所受的电场力向右
C.把另一个带负电的点电荷放在b点,它所受的电场力向右
D.把另一个带正电的点电荷放在b点,它所受的电场力向左
3.(4分)关于静电场的电场线,下列说法正确的是( )
A.电场线是真实存在的线,最早由法拉第发现
B.电场强度较大的地方电场线一定较疏
C.沿电场线方向,电势一定越来越低
D.电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
4.(4分)如图所示,下列四幅有关电场说法正确的是( )
甲. 乙.
丙. 丁.
A.图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B.图乙离点电荷距离相等的a、b 两点场强相同
C.图丙中在 c 点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d 点
D.图丁中某一电荷放在e 点与放到f 点,它们的电势能相同
5.(4分)下列说法正确的是( )
A.电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质,实际上不存在
B.电荷所受的电场力越大,该点的电场强度一定越大
C.以点电荷为球心,r为半径的球面上各点的场强都相同
D.在电场中某点放入试探电荷q,受电场力F,该点的场强为,取走q后,该点的场强不变
6.(4分)对于由点电荷Q产生的电场,下列说法中正确的是 ( )
A.电场强度的定义式仍成立,即E=F/Q,式中的Q就是产生电场的点电荷
B.在真空中电场强度的表达式为,式中的Q就是产生电场的点电荷
C.在真空中E=kq/r2,式中的q是试探电荷
D.以上说法都不对
7.(4分)某电场区域的电场线如图所示a、b是其中一条电场线上的两点,下列说法不正确的是( )
A.正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力
B.负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力
C.a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右
D.a点的场强一定大于b点的场强
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.(6分)如图所示,A、B为两个固定的等量的同种正电荷,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,若不计电荷C所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是( )
A.加速度始终增大
B.加速度先增大后减小
C.速度始终增大,最后趋于无穷大
D.速度始终增大,最后趋于某有限值
9.(6分)如图所示为正电荷产生的电场,A、B是电场中的两点,将电荷量为的正点电荷(试探电荷)置于A点,所受电场力为,则下列判断不正确的是( )
A.将点电荷从A点移走,则该点的电场强度减小
B.将电荷量为的负点电荷放于A点,A点场强大小为,方向由A指向B
C.将电荷量为的正点电荷放于A点,A点场强大小为,方向由A指向
D.点处的电场强度小于
10.(6分)如图所示,菱形ABCD处于方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,其中心O固定一电荷量为Q的点电荷(电性末知)。已知AD与CD的夹角为60°,D点的电场强度为零。则下列说法正确的是( )
A.该点电荷带正电
B.A、C两点的电场强度相同
C.B点的电场强度大小为2E
D.C点的电场强度大小为2E
三、填空题:本题共2小题,共8分。
11.(4分)如图是某区域电场线的分布图.A、B是电场中的两个点,由图可知,电场强度EA _____EB(选填“>”或“<”).将一个点电荷先后放在A、B两点,它所受的电场力FA _____FB(选填“>”或“<”).
12.(4分)真空中有一个未知的点电荷,周围产生一个未知电场,先把一个试探电荷电荷量为5×10-9C放入电场某处,测得该试探电荷在该点受到的电场力为2.5×10-9N,则该点处的场强为________;移除试探电荷,该点的场强为________。
四、计算题:本题共3小题,13题14分,14题14分,15题18分,共46分。
13.(14分)如图所示,真空中相距r的点电荷A、B带电荷量分别为+Q和-Q,求:
(1)两点电荷连线中点O的场强?
(2)距A、B两点都为r的O′点的场强?(说明:本题静电力常量以k表示,不需代入具体数值)
14.(14分)如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电荷量为q,重力加速度为g.现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向成θ角.
(1)试求这个匀强电场的场强E的大小;
(2)如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′,小球平衡时,绝缘细线仍与竖直方向成θ角,则E′的大小是多少?
15.(18分)如图9所示,在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直且过圆心的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡时(不计重力,静电力常量为k):
(1)匀强电场场强E的大小、方向如何?
(2)试探电荷+q放在点c时,受力Fc的大小、方向如何?
(3)试探电荷+q放在点b时,受力Fb的大小、方向如何?
答案解析
1.(4分)【答案】D
【解析】电场强度的定义式 ,采用比值法定义,适用于任何电场场强的计算,电场强度反映电场本身的特性,由电场本身决定,与试探电荷无关,E的方向与正试探电荷所受的电场力方向相同,与负试探电荷所受的电场力方向相反,D正确
2.(4分)【答案】B
【解析】A、电场线的疏密表示场强的强弱,电场线密的地方电场强,疏的地方电场弱,所以a点的电场强度大于b点的电场强度;故A错误。B、把另一个带正电的点电荷放在a点,它所受的电场力与电场线的方向相同,向右;故B正确。C、把另一个带负电的点电荷放在b点,它所受的电场力与电场线的方向相反,向左;故C错误。D、把另一个带正电的点电荷放在b点,它所受的电场力向右;故D错误。故选B。
3.(4分)【答案】C
【解析】A.电场线是人为了方便研究电场而假想出来的,A错误;B.电场线的疏密表示场强的强弱,那么电场强度较大的地方电场线一定较密,B错误;C.沿着电场线的方向,电势会降低,因此沿电场线方向电势越来越低,C正确;
D.电场线不一定与带电粒子的轨迹重合,只有电场线是直线,带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合,D错误;故选C。
4.(4分)【答案】D
【解析】
【详解】
A.图甲是等量异种点电荷形成的电场线,故A错误;
B. 图乙离点电荷距离相等的a、b 两点场强大小相等,方向不同,故B错误;
C. 在图丙中c 点正电荷受力沿切线方向,静止释放时,不可能沿着电场线运动到d 点,故C错误;
D. 图丁中e 点与f 点电势相等,根据EP=qφ,放在e 点与放到f 点的电荷电势能相同,故D正确。
故选:D
5.(4分)【答案】D
【解析】A.电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的媒介,是不同与实物的另一种物质存在的方式.故A错误;
B.电场中的场强取决于电场本身,电场强度只由场源电荷电量和位置决定,与电荷受到的电场力的大小无关.故B错误;
C.以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等,方向不同,故电场强度不同.故C错误;
D.电场强度是由产生电场的源电荷决定的,在电场中某点放一检验电荷后,不会影响该点的电场强度,故D正确;故选D。
6.(4分)【答案】B
【解析】A、电场强度的定义式,适用于任何电场,式中Q所指的试探电荷,故A错误;B、在真空中,电场强度的表达式为:,式中Q就是产生电场的电荷即场源电荷,该公式适用点电荷电场,故B正确,CD错误。
7.(4分)【答案】B
8.(6分)BD
9.(6分)【答案】AC
【解析】 A.电场中的场强与放入电场中的电荷无关,将点电荷q从A点移走,则该点的电场强度不变。故A错误,符合题意;
B.A点的场强
方向由A指向B。故B正确,不符合题意;
C.将电量为2q的正点电荷放于A点,A点的场强不变,大小为4.0×104N/C,方向由A指向B,故C错误,符合题意;
D.B点处的电场线比A点处疏,所以B点的场强比A点小即小于4.0×104N/C,故D正确,不符合题意。
故选AC。
10.(6分)【答案】AC
【解析】由于向右的匀强电场大小为E,D点的电场强度为零,则O点的电荷在D点产生的场强大小也为E,方向水平向左;在B点产生的场强大小也为E,方向水平向右。因此,O点的电荷带正电,B点的电场强度大小为2E,故A、C正确。A、C两点关于O点对称,电场强度大小相等,方向相反,故B错误。由场强叠加原理可知,C点电场强度大小为,故D错误。
11.(4分)< <
12.(4分)【答案】0.5N/C 0.5N/C
【解析】该点处的场强,根据;场强由电场本身决定,与有无试探电荷无关,所以移除试探电荷,则该点的场强不发生变化仍为0.5N/C。
13.(14分)(1)
【解析】两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等,方向相同,大小为E1=
则两点电荷连线中点O的场强EO=2E1=;方向:沿OB线,指向 B.
(2)
【解析】如图示,距A、B两点都为r的O′点的场强:EA′=EB′=,由矢量图所形成的等边三角形可知,O′点的合场强的大小EO′EA′,方向与A、B的中垂线垂直,水平向右,即EO′与EO同向.
14.(14分)(1)
【解析】根据小球处于平衡状态,由平衡条件有mgtan θ=Eq,解得E=.
(2)
【解析】将电场方向顺时针旋转θ角,大小变为E′后,静电力方向也顺时针转过θ角,大小为F′=qE′,此时静电力方向与细线垂直,由平衡条件得,mgsin θ=qE′,解得E′=.
15.(18分)(1)k 方向沿db方向
【解析】对试探电荷进行受力分析如图所示,
由题意可知,试探电荷放在d点:
F1=k,F2=qE
由平衡条件知F1=F2,所以qE=k,E=k,
正电荷所受静电力方向与场强方向相同,故匀强电场方向沿db方向.
(2)k 方向与ac方向成45°角斜向下
【解析】试探电荷放在c点:E1==E,
Ec==E=k
所以Fc=qEc=k,
方向与ac方向成45°角斜向下.
(3)2k 方向沿db方向
【解析】试探电荷放在b点:E2==E,Eb=E2+E=2E=2k
所以Fb=qEb=2k,方向沿db方向.
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