9.3 电场 电场强度 过关检测习题-(2019)新人教版高中物理必修第三册(含解析).doc
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1、9.3 电场电场 电场强度电场强度一、电场和电场强度一、电场和电场强度1、多选多选关于电场,下列说法中正确的是关于电场,下列说法中正确的是()A只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B电场不是客观存在的,是人们虚构的电场不是客观存在的,是人们虚构的C电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用D电场只能存在于真空中和空气中,不可能存在于物体中电场只能存在于真空中和空气中,不可能存在于物体中解析解析:选选 AC电荷周围存在着电场电荷周围存在着电
2、场,电场对放在其中的电荷有力的作用电场对放在其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用就是通过电电荷之间的相互作用就是通过电场而产生的,场而产生的,A、C 正确;电场是一种物质,它与其他物质一样,不依赖于我们的感觉而客观存在,在真空中正确;电场是一种物质,它与其他物质一样,不依赖于我们的感觉而客观存在,在真空中、导体中都能存在,导体中都能存在,B、D 错误。错误。2、A 为已知电场中的一固定点,在为已知电场中的一固定点,在 A 点放一电荷量为点放一电荷量为 q 的试探电荷,所受电场力为的试探电荷,所受电场力为 F,A 点的电场强度点的电场强度为为E,则,则()A若在若在 A 点换上点换上q,A
3、点电场方向发生变化点电场方向发生变化B若在若在 A 点换上电荷量为点换上电荷量为 2q 的试探电荷,的试探电荷,A 点的电场强度将变为点的电场强度将变为 2EC若在若在 A 点移去电荷点移去电荷 q,A 点的电场强度变为零点的电场强度变为零DA 点电场强度的大小、方向与点电场强度的大小、方向与 q 的大小、正负、有无均无关的大小、正负、有无均无关解析解析:选选 D电场强度电场强度 EFq是通过比值定义法得出的是通过比值定义法得出的,其大小及方向与试探电荷无关其大小及方向与试探电荷无关,故放入任何电荷或故放入任何电荷或不放电荷时电场强度的方向和大小均不变,故不放电荷时电场强度的方向和大小均不变,
4、故 A、B、C 错误,错误,D 正确。正确。3、一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为 F,这点的电场强度为这点的电场强度为 E,在下图中能正确反映在下图中能正确反映 q、E、F 三者关三者关系的是系的是()解析解析:选选 D电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关,A、B 错误;检验电荷在该点受到的电场力错误;检验电荷在该点受到的电场力 FEq,F 与与 q 成正比,成正比,C 错误,错误,D 正确。正确。4、关于电场强度的概念,下列说法
5、正确的是关于电场强度的概念,下列说法正确的是()A由由 EFq可知,某电场的电场强度可知,某电场的电场强度 E 与与 q 成反比,与成反比,与 F 成正比成正比B电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关C正正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点电场方向与放入试探电荷的正负有所以某一点电场方向与放入试探电荷的正负有关关D电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度等于零电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度等于零解析:解析:选选 BEFq是电场强度的定义式,某电场的电场
6、强度是电场强度的定义式,某电场的电场强度 E 与试探电荷的电荷量与试探电荷的电荷量 q、试探电荷受的电场、试探电荷受的电场力力 F 无关无关,故故 A 错误错误。电场中某一点的电场强度取决于电场本身电场中某一点的电场强度取决于电场本身,与放入该点的试探电荷的正负无关与放入该点的试探电荷的正负无关,故故 B 正正确。电场中某一点电场方向与正试探电荷受到的电场力方向相同,与负试探电荷受到的电场力方向相反;正、确。电场中某一点电场方向与正试探电荷受到的电场力方向相同,与负试探电荷受到的电场力方向相反;正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反;则某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负无关,故负
7、试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反;则某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负无关,故 C错误。某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故错误。某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故 D 错误。错误。5、关于电场强度的公式关于电场强度的公式 EFq,下列说法正确的是,下列说法正确的是()A由公式可知,电场强度与试探电荷所带电量成反比由公式可知,电场强度与试探电荷所带电量成反比B此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场C此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场D公式中公式中 q 是产生电场的电荷的带电量
8、,是产生电场的电荷的带电量,F 是试探电荷所受到的力是试探电荷所受到的力解析解析:选选 C公式公式 EFq是电场强度的定义式是电场强度的定义式,适用于任何电荷产生的电场适用于任何电荷产生的电场,故故 B 错错,C 对对;电场中某点的电场中某点的电场强度只与电场自身因素有关电场强度只与电场自身因素有关,与试探电荷的带电量无关与试探电荷的带电量无关,A 错错;公式中公式中 q 是试探电荷的带电量是试探电荷的带电量,F 是试探电是试探电荷所受到的力,荷所受到的力,D 错错6、关于电场强度,下列说法正确的是关于电场强度,下列说法正确的是()A在以点电荷为球心、在以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点
9、的电场强度都相同为半径的球面上,各点的电场强度都相同B正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场强度方向仍向右若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场强度方向仍向右D电荷所受到的静电力很大,说明该点的电场强度很大电荷所受到的静电力很大,说明该点的电场强度很大解析解析:选选 C电场强度是矢量电场强度是矢量,在以点电荷为球心在以点电荷为球心、r 为半径的球面上为半径的球面上,各点的电场强度大小是相同的各点的电场强度大小是相同的,但但是方向不
10、同,所以不能说电场强度相同,选项是方向不同,所以不能说电场强度相同,选项 A 错误;判定某处场强大小的方法是在该处放置一试探电荷,根错误;判定某处场强大小的方法是在该处放置一试探电荷,根据据 EFq来比较来比较,与产生电场的场源电荷的正负没有关系与产生电场的场源电荷的正负没有关系,选项选项 B 错误错误;电场强度的方向与试探电荷无关电场强度的方向与试探电荷无关,选选项项C 正确;电荷所受的静电力很大,由正确;电荷所受的静电力很大,由 EFq可知,若可知,若 q 也很大时,该点的电场强度不大,选项也很大时,该点的电场强度不大,选项 D 错误。错误。7、多选多选如图甲所示如图甲所示,真空中真空中
11、Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷坐标轴上的某点有一个点电荷 Q,坐标轴上坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为两点的坐标分别为 0.2 m 和和0.7 m。在。在 A 点放一个带正电的试探电荷,在点放一个带正电的试探电荷,在 B 点放一个带负电的试探电荷,点放一个带负电的试探电荷,A、B 两点的试探电荷受到静电力两点的试探电荷受到静电力的方向都跟的方向都跟 x 轴正方向相同轴正方向相同,静电力的大小静电力的大小 F 跟试探电荷电荷量跟试探电荷电荷量 q 的关系分别如图乙中直线的关系分别如图乙中直线 a、b 所示所示。下列说下列说法正确的是法正确的是()AB 点的电场强度大小为点的电场强度大小为 0
12、.25 N/CBA 点的电场强度的方向沿点的电场强度的方向沿 x 轴正方向轴正方向C点电荷点电荷 Q 是正电荷是正电荷D点电荷点电荷 Q 的位置坐标为的位置坐标为 0.3 m解析解析:选选 BD由两试探电荷受力情况可知由两试探电荷受力情况可知,点电荷点电荷 Q 为为负负电荷,且放置于电荷,且放置于 A、B 两点之间某位置,故两点之间某位置,故 B 正确,正确,C 错误;设错误;设 Q 与与 A 点之间的距离为点之间的距离为 l,则点电荷在,则点电荷在 A 点产点产生的电场强度为生的电场强度为 EAkQl2Faqa41041109N/C4105N/C, 同理同理, 点电荷在点电荷在 B 点产生的
13、电场强度为点产生的电场强度为 EBkQ 0.5l 2Fbqb11044109N/C0.25105N/C,解得,解得 l0.1 m,所以点电荷,所以点电荷 Q 的位置坐的位置坐标 为标 为 xQxAl0.2 m0.1 m0.3 m,故,故 A 错误,错误,D 正确。正确。7、如图是表示在同一点电荷电场中如图是表示在同一点电荷电场中 a、b、c、d 四点分别引入检验电荷时,四点分别引入检验电荷时,测 得 的测 得 的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是()A这个电场是匀强电场这个电场是匀强电场Ba、b、
14、c、d 四点的场强大小关系是四点的场强大小关系是 EaEbEcEdCa、b、c、d 四点的场强方向相同四点的场强方向相同Da、b、c、d 四点一定在同一直线上四点一定在同一直线上解析解析:选选 D由由 Fq 图象的斜率大小等于场强的大小得知图象的斜率大小等于场强的大小得知,四点的场强大小关系是四点的场强大小关系是 EaEcEbEd.所以此电所以此电场是非匀强电场,故场是非匀强电场,故 A、B 错误;由错误;由 Fq 图象的斜率正负反映场强的方向得知,图象的斜率正负反映场强的方向得知,a、b、d 三条直线的斜率均为三条直线的斜率均为正值正值,说明三点的场强方向均为正方向说明三点的场强方向均为正方
15、向,方向相同方向相同,而而 c 图线的斜率是负值图线的斜率是负值,说明说明 c 点的场强方向为负方向点的场强方向为负方向,故故C 错误;因力分别沿正方向和反方向,则说明四点一定在同一直线上,故错误;因力分别沿正方向和反方向,则说明四点一定在同一直线上,故 D 正确,故选正确,故选 D.三、点电荷的电场三、点电荷的电场电场强度的叠加电场强度的叠加(一)点电荷的电场强度(一)点电荷的电场强度1、场源电荷场源电荷Q 对电荷对电荷 A、电荷、电荷 B 的电场力的电场力 FA、FB如图所示,下列说法正确的是如图所示,下列说法正确的是()AFA是电荷是电荷 A 产生的电场施加产生的电场施加BFA是电荷是电
16、荷 B 产生的电场施加产生的电场施加CFB是电荷是电荷 B 产生的电场施加产生的电场施加DFB是电荷是电荷Q 产生的电场施加产生的电场施加解析:解析:选选 D场源电荷场源电荷Q 在它的周围产生电场,电荷在它的周围产生电场,电荷 A 受到的电场力受到的电场力 FA并不是自身产生的,而是电并不是自身产生的,而是电荷荷Q 产生的电场施加的产生的电场施加的,故选项故选项 A、B 错误错误;同理同理,电荷电荷 B 受到的电场力受到的电场力 FB也不是自身产生的也不是自身产生的,而是电荷而是电荷Q 产生的电场施加的,故选项产生的电场施加的,故选项 C 错误,错误,D 正确正确2、(多选多选)真空中,在离点
17、电荷真空中,在离点电荷(带电荷量为带电荷量为 Q)为为 r 的的 A 点,先后放有带电荷量为点,先后放有带电荷量为 q1和和 q2的点电荷,点电荷的点电荷,点电荷 q1、q2所受的电场力分别为所受的电场力分别为 F1和和 F2,则,则 A 点的电场强度大小为点的电场强度大小为()AF1q1BF2q2CkQr2Dkq1r2解析解析:选选 ABC点电荷点电荷 q1、 q2均为试探电荷均为试探电荷,根据电场强度的定义式根据电场强度的定义式 EFq,得到得到 A 点电场强度的大小点电场强度的大小为为 EF1q1F2q2,故选项故选项 A、B 正确正确电荷量为电荷量为 Q 的点电荷是场源电荷的点电荷是场
18、源电荷,在在 A 点产生的电场强度的大小为点产生的电场强度的大小为 EkQr2,故选项故选项 C 正确,正确,D 错误错误3、如图所示是点电荷如图所示是点电荷 Q 周围的电场线,图中周围的电场线,图中 A 到到 Q 的距离小于的距离小于 B 到到 Q 的距离。以下判断正确的是的距离。以下判断正确的是()AQ 是正电荷,是正电荷,A 点的电场强度大于点的电场强度大于 B 点的电场强度点的电场强度BQ 是正电荷,是正电荷,A 点的电场强度小于点的电场强度小于 B 点的电场强度点的电场强度CQ 是负电荷,是负电荷,A 点的电场强度大于点的电场强度大于 B 点的电场强度点的电场强度DQ 是负电荷,是负
19、电荷,A 点的电场强度小于点的电场强度小于 B 点的电场强度点的电场强度解析:解析:选选 A正点电荷的电场是向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大。所以正点电荷的电场是向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大。所以 A 正确。正确。4、下列关于电场强度的说法正确的是下列关于电场强度的说法正确的是()A公式公式 EFq只适用于真空中点电荷产生的电场只适用于真空中点电荷产生的电场B由公式由公式 EFq可知,电场中某点的电场强度可知,电场中某点的电场强度 E 与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C在公式在公式 FkQ1Q2r2中中,kQ2r2是点电荷是点电荷
20、 Q2产生的电场在点电荷产生的电场在点电荷 Q1处的电场强度大小处的电场强度大小;而而 kQ1r2是点电荷是点电荷 Q1产生的电场在点电荷产生的电场在点电荷 Q2处的电场强度大小处的电场强度大小D由公式由公式 EkQr2可知,在离点电荷非常近的地方可知,在离点电荷非常近的地方(r0),电场强度,电场强度 E 可达无穷大可达无穷大解析:选解析:选 C电场强度的定义式电场强度的定义式 EFq适用于任何电场,选项适用于任何电场,选项 A 错误;电场中某点的电场强度由电场本错误;电场中某点的电场强度由电场本身决定,与电场中该点是否有试探电荷以及引入的试探电荷所受的静电力无关,选项身决定,与电场中该点是
21、否有试探电荷以及引入的试探电荷所受的静电力无关,选项 B 错误;点电荷间的相互错误;点电荷间的相互作用力是通过电场产生的作用力是通过电场产生的, 选项选项 C 正确正确; 公式公式 EkQr2是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式, 当当 r0 时时,所谓的所谓的“点电荷点电荷”已不存在,该公式已不适用,选项已不存在,该公式已不适用,选项 D 错误错误5、多选多选下列说法正确的是下列说法正确的是()A公式公式 EFq是电场强度的比值定义式,适用于一切电场是电场强度的比值定义式,适用于一切电场B电场强度定义式电场强度定义式 EFq为我们提供了一种计算静电
22、力的方法,即为我们提供了一种计算静电力的方法,即 FEqC根据根据 EkQr2,点电荷电场强度与场源电荷,点电荷电场强度与场源电荷 Q 成正比,与距离成正比,与距离 r 的平方成反比的平方成反比D等量异种电荷的连线上,中点的电场强度为零等量异种电荷的连线上,中点的电场强度为零解析解析:选选 ABC电场强度的定义式电场强度的定义式 EFq适用于一切电场适用于一切电场,所以所以 A 正确正确。电场强度定义式电场强度定义式 EFq,变形为变形为 FEq,即可求解静电力即可求解静电力,所以所以 B 正确正确。从公式从公式 EkQr2可以知道可以知道,点电荷电场强度与场源电荷点电荷电场强度与场源电荷 Q
23、 成正比成正比,与距与距离离r 的平方成反比的平方成反比,所以所以 C 正确正确。等量异种电荷的连线上等量异种电荷的连线上,中点的电场强度不为零中点的电场强度不为零,只有等量同种电荷中点电场强只有等量同种电荷中点电场强度才为零,故度才为零,故 D 错误。错误。(二)电场强度的叠加(二)电场强度的叠加1、如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为 Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为 a,则,则正方形两条对角线交点处的电场强度正方形两条对角线交点处的电场强度()A大小为大小为4 2kQa2,方向竖直向
24、上,方向竖直向上B大小为大小为2 2kQa2,方向竖直向上,方向竖直向上C大小为大小为4 2kQa2,方向竖直向下,方向竖直向下D大小为大小为2 2kQa2,方向竖直向下,方向竖直向下解析:选解析:选 C四个电荷的电荷量相等,两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷,在交四个电荷的电荷量相等,两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷,在交点处的电场强度的方向指向负电荷点处的电场强度的方向指向负电荷,且大小相等且大小相等,如图如图,则合场强的方向竖直向下则合场强的方向竖直向下任意一对任意一对等量异种点电荷的合场强等量异种点电荷的合场强:E2kQ2a224kQa2所以合场强所以合场强:E合合4 2kQ
25、a2.故故 A、B、D 错误错误,C正确正确2、直角坐标系直角坐标系 xOy 中,中,M、N 两点位于两点位于 x 轴上,轴上,G、H 两点坐标如图。两点坐标如图。M、N 两点各固定一负点电荷,一电荷两点各固定一负点电荷,一电荷量为量为 Q 的正点电荷置于的正点电荷置于 O 点时点时,G 点处的电场强度恰好为零点处的电场强度恰好为零。静电力常量用静电力常量用 k 表示表示。若若 O 点处的正点电荷移点处的正点电荷移到到G 点,则点,则 H 点处电场强度的大小和方向分别为点处电场强度的大小和方向分别为 ()A.3kQ4a2,沿,沿 y 轴正向轴正向B.3kQ4a2,沿,沿 y 轴负向轴负向C.5
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