【精准解析】人教版物理选修3-1习题：第1章+3+电场强度+达标

高中物理人教版选修3-1第一章静电场3.电场强度学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．一负试探电荷的电荷量为10－10C，放在电场中的P点时所受电场力大小为10－6N，方向向东，则P点的场强为（）A．104N/C，方向向西B．104N/C，方向向东C．10－4N/C，方向向西D．10－4N/C，方向向东2．下列说法中正确的是（）A．根据E= F/q可知，电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强E= F/q，与检验电荷的受力大小及带电量无关C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的3．如图表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入试探电荷时，测得试探电荷所受电场力与电荷量间的函数关系，则下列说法中正确的是A．该电场是匀强电场B．这四点场强的大小关系是E d>E a>E b>E cC．这四点场强的大小关系是E a>E b>E c>E dD．无法比较这四点场强的大小关系4．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q（点电荷），不计重力，下列说法中正确的是（）A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零5．下列各电场中，A、B两点电势相同的是（）A．B．C．D．6．如图所示，一个绝缘圆环，当它的14均匀带电且电荷量为+q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电+2q，而另一半圆ADC均匀带电–2q，则圆心O 处电场强度的大小和方向为A．2，方向由O指向DB．4E，方向由O指向DC．2E，方向由O指向BD．07．（多选）为了测量电荷+Q在A点激发的电场强度，放入试探电荷q，测出q的受力F A，则A．试探电荷q只能带正电B．如果q的电荷量较大，足以影响到Q的分布状况，则q不能作为试探电荷C．如果在A点换上试探电荷q′，测得受力为F A′，会有qFA''=qFA的结论成立D．将试探电荷q移到离Q更远的一点B ，会有qFB=qFA的结论成立8．在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电Q2，且Q1=2Q2，用E1和E 2分别表示两个点电荷所产生的场强大小，则在x轴上A．E1=E2之点只有一个，该处的合场强为零B．E1=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2C．E1=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2D．E1=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E29．真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m 和0.7 m．在A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，A、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示．下列说法正确的是A．点电荷Q是正电荷B．点电荷Q的位置坐标为0.30 mC．B点的电场强度的大小为0.25 N/CD．A点的电场强度的方向沿x轴负方向10．图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图不能作出判断的是A．带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的加速度方向11．两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图A．A B．B C．C D．D12．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q（点电荷），不计重力，下列说法中正确的是（）A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零13．下列说法中不正确的是（）A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D．场强的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量二、多选题14．如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是（）A．B．C．D．15．下列说法正确的是A．电场强度反映了电场力的性质，因此电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的电场强度，由电场本身的性质决定，与试探电荷在该点所受的静电力及带电荷量无关C．规定电场中某点的电场强度的方向与正试探电荷在该点所受的静电力的方向相同D．公式FEq=和2kQEr=对于任何静电场都是适用的16．如图所示，是电场中某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点。

3　电场强度课时过关·能力提升基础巩固1某电场中有一点P ,下列说法正确的是( )A.若放在P 点的电荷的电荷量减半,则P 点的电场强度减半B.若P 点没有检验电荷,则P 点电场强度为零C.若P 点电场强度越大,则同一电荷在P 点受到的静电力越大D.P 点电场强度方向为放在该点的电荷的受力方向E 与F 、q 无关,不管电场中某点是否有检验电荷或检验电荷的电荷量有多大,对电场本身都无影响,所以A 、B 均不对;静电力F 与E 、q 成正比,当q 一定时,E 越大,F 越大,所以C 对;电场强度方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同,与负电荷所受静电力的方向相反,所以D 不对。

2关于电场线的说法中,正确的是( )A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只受静电力作用则一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受静电力越大D.静电场的电场线有可能是闭合的,负电荷的受力方向沿着电场线切线的反方向,并且电场线不一定和电荷的运动轨迹重合,所以A 、B 错;电场线的疏密程度表示电场强度大小,同一电荷所受静电力与电场强度成正比,所以C 对;静电场的电场线从正电荷或无穷远出发,到无穷远或负电荷结束,且不闭合,所以D 错。

3下列关于电场强度的说法正确的是( )A .公式E =Fq 只适用于真空中点电荷产生的电场B .由公式E =F q 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C .在公式F=kQ 1Q 2r 2中,k Q 2r 2是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的电场强度大小;而k Q 1r 2是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处电场强度的大小D .由公式E →0),电场强度E 可达无穷大=kQ r 2可知,在离点电荷非常近的地方(rE ,故A 错;电场中某点的电场强度由电场本身决定,=Fq 适用于任何电场而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的静电力无关(试探电荷所受静电力与其所带电荷量的比值仅反映该点电场强度的大小,但不能决定电场强度的大小),故B 错;点电荷间的相互作用力是通过电场产生的,故C 对;公式E =kQ r 2,当r →0时,所谓“点电荷”已不存在,该公式已不是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式适用,故D 错。

电场强度练习一、选择题：1、下列关于点电荷的说法正确的是( )A 、只有体积很小的带电体才能看成点电荷B 、体积很大的带电体一定不能看成点电荷C 、由公式122q q F kr=可以知,r→0时,F→∞ D 、当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷2、下列说法中正确的是（ ）A 、在一个以点电荷Ｑ为中心，ｒ为半径的球面上，各处的电场强度都相同B 、2QE=kr对任何静电场都适用 C 、检验电荷+q 在电场中的受力方向一定和电场线的切线方向在一条直线上 D 、当初速度为零时，检验电荷在电场中的运动轨迹一定与电场线重合3、如图所示的直线为某一电场中的一根电场线，在这根电场线上有A 、B 两点，用A B E E 、分别来表示A 、B 两点的电场强度，则( ) A 、A 、B 两点的电场强度方向相同B 、因为电场线的方向从A 指向B ，所以A B E E >C 、由于A 、B 在一直线上一定有A B E E =D 、因为仅有一根电场线，所以A BE E 、的大小的关系无法确定4、如图（a ）中的AB 是一点电荷的电场线，图（b ） 是放在电场线上a 、b 处试探电荷与所受到的电场力间的函数图线，下列说法正确的是（ ） A 、场源电荷带正电，位于A 侧 B 、场源电荷带正电，位于B 侧 C 、场源电荷带负电，位于A 侧 D 、场源电荷带负电，位于B 侧5、在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1一个带负电-Q2，且Q1=2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷所产生的电场强度大小，则在X轴上：（）A、E1=E2之点只有一处，该处合场强为0B、E1=E2之点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2C、E1=E2之点共有三处，两处合场强为0，另一处合场强为2E2D、E1=E2之点共有三处，一处合场强为0，另两处合场强为2E26、两个带等量正电荷的点电荷，O为两电荷连线的中点，a点在中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动，下列说法中正确的是（）A、电子从a向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B、电子从a向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C、电子运动到O点时，加速度为零，速度最大D、电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零7、在光滑的绝缘水平面上用一绝缘弹簧把两个带电小球连接起来，当两球带同种电荷时，弹簧伸长量为L，如果让两球的带电量均减半，则弹簧的伸长量为（）A、等于L/2B、大于L/2C、等于L/4D、大于L/48、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。

第3节电场强度1.英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。

2．电场强度是矢量，定义式为E＝Fq。

电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。

3．电场线是为了形象描述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。

其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。

4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。

一、电场电场强度1．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。

(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。

(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。

(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。

2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。

(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。

3．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。

(2)定义式：E＝Fq。

(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。

1 N/C＝1 V/m。

(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。

(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。

二、点电荷的电场电场强度的叠加1．点电荷的电场如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝k Qqr2＝qkQr2，所以电荷q处的电场强度E＝Fq＝kQr2。

(1)公式：E＝kQr2。

(2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。

2．电场强度的叠加(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

姓名，年级：时间：第一章第3节电场强度「基础达标练」1．下列关于电场线的说法正确的是( )A．电场中任何两条电场线都可以相交B．沿电场线的方向，电场强度逐渐减小C．电场线越密的地方电场强度越大D．电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹解析：选C 电场线是为了形象的描述电场的强弱和方向而假想的曲线，是不相交的，A选项错误；电场线的疏密程度表示场强的强弱，沿电场线的方向场强大小可能增大，也可能不变，B选项错误;电场线越密的地方场强越大,C选项正确；电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹，D选项错误．2．关于电场强度的公式E＝错误!，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B．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D．公式中q是产生电场的电荷的带电量，F是试探电荷所受到的力解析：选C 公式E＝错误!是电场强度的定义式，适用于任何电荷产生的电场，故B错,C 对;电场中某点的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，A错；公式中q 是试探电荷的带电量，F是试探电荷所受到的力，D错．3．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,A、B是电场中的两点，则（）A．E A〈E B，方向不同B．E A<E B，方向相同C．E A〉E B，方向不同 D．E A〉E B，方向相同解析：选C 根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知A处电场线比B处密，因此E A〉E B。

电场强度的方向为电场线上该点的切线方向，可知，A、B两点的场强方向不同，故A、B、D错误,C正确．4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）解析：选D 根据曲线运动的规律可知，受力指向轨迹的内侧,由于质点带负电，速率是递减的,故电场方向可能沿竖直方向向上，D选项正确．5．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,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（）A．这个电场是匀强电场B．a、b、c、d四点的场强大小关系是E a〉E b>E c>E dC．a、b、c、d四点的场强方向相同D．a、b、c、d四点一定在同一直线上解析：选D 由F q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E a>E c〉E b〉E d.所以此电场是非匀强电场，故A、B错误；由F q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正值，说明三点的场强方向均为正方向，方向相同，而c图线的斜率是负值,说明c点的场强方向为负方向，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D正确,故选D.6．在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 N/C，已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3。

A 级抓基础1．在电场中的某点A 放一个检验电荷，其电荷量为q ，受到的电场力为F ，则A 点的电场强度为E ＝F q ，下列说法正确的是()A ．若移去检验电荷，则A 点的电场强度为0B ．若检验电荷的电荷量变为4q ，则A 点的电场强度变为4EC ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小方向均不变D ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小不变，但方向相反答案：C2．(多选)如图甲中的AB 是一个点电荷电场中的电场线，图乙则是放在电场线上a 、b 处的试探电荷的电荷量与所受电场力间的函数图象，由此可判定()图甲图乙A ．若场源是正电荷，位于A 侧B ．若场源是正电荷，位于B 侧C ．若场源是负电荷，位于A 侧D ．若场源是负电荷，位于B 侧答案：AC3．正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是()答案：D4.如图所示，△ABC 为等边三角形，边长为L .在A 、B 、C 三个顶点上各固定一个点电荷，带电荷量分别为＋q 、－q 、＋q .已知静电力常量为k .则△ABC 中心处的场强大小为()A.6kq L2 B.33kq L 2C.3kq L 2 D.3kq L 2解析：设O 点是三角形的中心，到三个点电荷的距离为r ＝23×L ×sin 60°＝33L .三个点电荷在O 处产生的场强大小均为E 0＝k q r 2.根据几何关系得，两个带电荷量为＋q 的点电荷在O 处产生的合场强为E 1＝k q r2，再与带电荷量为－q 的点电荷在O 处产生的场强合成，得到O 点的合场强E ＝E 1＋E 0＝2k q r 2＝2kq 33L 2＝6kq L 2，方向由O 指向B .选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A5.如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的A 、B 、C 三点构成等边三角形，边长L ＝2.0m ．若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点，已知静电力常量k ＝9.0×109N·m 2/C 2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．解析：(1)根据库仑定律，A、B两点间的库仑力大小为F＝k q2L2，①代入数据得F＝9.0×10－3N.②(2)A、B两处的点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1＝k qL2，③A、B两处的点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E＝2E1cos30°，④由③④式并代入数据得E＝7.8×103N/C，⑤场强E的方向沿y轴正方向．B级提能力6．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是()答案：A7.(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A ．在x 2和x 4处电势能相等B ．由x 1运动到x 4的过程中电场力先减小后增大C ．由x 1运动到x 4的过程中电场力先增大后减小D ．由x 1运动到x 3的过程中电势能增大解析：由图象可知，将正电荷沿x 轴正向移动，电场力沿x 轴负方向，从x 2移动到x 4的过程电场力做功不为零，两点电势能不相等，A 项错误；从x 1移动到x 3的过程电场力沿x 轴负方向，电场力做负功，电势能增大，D 项正确；从x 1到x 4的过程场强先增大，后减小，所以电场力先增大后减小，C 项正确；B 项错误．故选择CD 两项．答案：CD8.如图所示，在电场强度为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为()A.mg EB.3mg EC.2mg ED.mg 2E答案：D 9．(多选)如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．M 、N 是这条轨迹上的两点，据此可知()A．粒子带正电B．M点的速度小于N点的速度C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点的动能大于在N点的动能解析：带电粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下，则知带电粒子带正电，故A正确；电场线的疏密表示电场强度大小，由图知M点的电场强度小于N点的电场强度，即粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故C错误；假设粒子由M点运动到N点，则电场力做正功，动能增大，速度也增大，同理粒子由N点运动到M点的电场力做负功，动能减小，速度减小，故带电粒子在M点的速度小于在N点的速度，粒子在M点的动能小于在N点的动能，故B正确，D错误．答案：AB10．如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的角度θ＝60°.g取10m/s2.(1)试求小球的电性和电荷量；(2)若小球静止时离右板d＝53×10－2m，剪断细线后，小球经多长时间碰到右极板？答案：(1)因为小球静止，即受力平衡，所以小球带正电荷，小球受力分析如图所示．由平衡条件有qE ＝mg tan θ，解得q ＝533×10－6C.(2)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动．a x ＝qE m ，d ＝12a x t 2，解得t ＝0.1s.。

教材习题点拨教材问题详解1．E A E B ＝F q nF q ＝1n ，E A E C ＝F q F nq＝n 2．E ＝k e r 2＝9.0×109×1.60×10－19(5.3×10－11)2N/C ＝5.1×1011 N/C 方向沿半径向外。

F ＝eE ＝1.60×10－19×5.1×1011 N ＝8.2×10－8 N 方向沿半径指向质子。

3．重力场的强度等于单位质量的物体所受到的重力，即mg m＝g ，单位为牛/千克，方向指向地心。

由此可知，重力场的方向跟负电荷的电场相似。

4．这种说法是错误的。

例如，当带电粒子的初速度v 与匀强电场方向不在一条直线上时，带电粒子在电场力作用下做曲线运动，其轨迹就不是电场线。

5．（1）B 点电场最强，C 点电场最弱。

（2）A 、B 、C 三点电场强度的方向如图所示。

（3）负点电荷在A 、B 、C 三点所受静电力的方向如图所示。

6．小球在重力mg 、电场力F 及绳的拉力T 的作用下处于平衡状态，如图所示，则有F＝mg tan 30°，而F ＝qE ，所以，电场强度E ＝mg tan 30°q＝1.0×10－2×10×332×10－8N/C＝2.89×106N/C 。

7．解：因Q 1＞Q 2，故在Q 1点左侧，Q 1的电场强度总大于Q 2的电场强度，且方向总指向x 轴负半轴，在x ＝0和x ＝6 cm 之间，电场强度总沿x 轴正方向，故只有在Q 2右侧才有可能电场强度为零。

（1）设该位置距Q 1的距离为x ，则k Q 1x 2－k Q 2(x －6)2＝0，即4（x －6）2－x 2＝0，x 1＝4 cm （不合题意，舍去），x 2＝12 cm 在距离坐标原点＋∞和－∞的位置，电场强度也为零。

（2）在x 坐标轴上（0,6）之间和x ＞12 cm 的地方电场强度的方向是沿x 方向的。