2024-2025学年高二物理人教版必修三课时作业： 电场 电场强度
一、单选题
1．在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q，试探电荷受到的电场力为F，撤去试探电荷后，该点电场强度大小为( )
A. B. C.Fq D.0
2．如图所示为除尘器内电场的电场线，P、Q为电场中的两点，则某一带电尘埃在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.无法比较
3．下列说法正确的是( )
A.电场是假想的，并不是真实存在的
B.电场线上某点的切线方向就是正电荷在该点的运动方向
C.电场中某点场强的大小，与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关
D.带电体的电荷量可以不是元电荷e的整数倍
4．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，已知M点的场强大小为2E，则N点的场强大小为( )
A. B. C. D.
5．下图各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )
A. B. C. D.
6．关于电势和电场强度，下列说法正确的是( )
A.电场强度为零的点，电势一定为零
B.电势为零的点，电场强度一定为零
C.同一电场线上的各点，电势一定相等
D.正电荷沿电场线方向移动时，电势能一定减少
7．如图，实线为电场中的电场线，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一个带正电荷的粒子（不计重力）在等势面A处时的动能为，运动到等势面C处时的动能为零，现取B等势面为零电势面，则当此电荷的电势能为时的动能是( )
A. B. C. D.
8．如图所示为不等量的异种点电荷电场中的电场线分布。两点电荷电荷量相差越大，点电荷附近电场线疏密差别也越大。图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，a、b、c是中垂线上的三点，根据所给的电场线分布图，下列说法正确的是( )
A.a、b两点的场强大小相等
B.a、b两点的场强方向均平行于点电荷连线向左
C.c点的电场强度比a点的小
D.试探电荷在a点受到的电场力小于其在c点受到的电场力
二、多选题
9．某点电荷周围的电场线分布如图所示，a、b是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.该点电荷带负电
B.a、b两点电场强度方向相同
C.a点电场强度大小小于b点电场强度大小
D.某试探电荷在a点受静电力方向一定与该点电场强度方向相同
10．如图甲所示，P、Q为真空中两固定点电荷，O为PQ连线的中点，MN为PQ连线的中垂线，从MN上的C点由静止释放一试探电荷，电荷仅在电场力作用下运动，运动过程中的速度-时间图像如图乙所示（已知图像关于虚线对称），下列说法正确的是( )
A.P、Q为等量同种电荷B.PB.P、Q为等量异种电荷
C.时刻，试探电荷位于O点 D.时刻，试探电荷位于O点
11．关于电场线，下列说法正确的是( )
A.电场线的方向，就是电荷受力的方向
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方，同一电荷在此处所受电场力越大
D.静电场的电场线不可能是闭合的
三、填空题
12．如图所示是某电场中的几条电场线，在电场中有A、B两点，同一负电荷在两点所受电场力方向________（选填“相同”或“不同”），这两点的电场强度大小________（选填“>”“<”或“＝”）。
13．如图所示，在水平向右的匀强电场中，将带电荷量为的点电荷由A点沿直线移至B点，电场力做功，已知A、B间的距离为0.05m直线AB与电场线的夹角θ为37°，，AB两点间电势差_______V，该匀强电场的电场强度大小为E=_______V/m
14．如图所示，为电场中的三点，其中C点的场强________________，若将某点电荷分别放置在三点，该点电荷放置在A点时受到的电场力________________。（均填“最大”或“最小”）
四、计算题
15．中式圆餐桌是我国传统家具，有的配有转盘，如图所示。若质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，小碗做匀速圆周运动的半径为r，角速度为ω。
（1）求小碗做圆周运动时所需向心力的大小F。
（2）为保证小碗不被甩出，根据所学知识，提出一条安全使用转盘的建议。
16．如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为的绝缘细线把质量为，带有正电荷的金属小球（可视为质点）悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为。现将小球拉至位置A使细线水平伸直后由静止释放，（g取）求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）两点间的电势差；
（3）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小T。
参考答案
1．答案：A
解析：电场强度是由电场本身性质决定的，与试探电荷的电量及试探电荷受到的电场力均无关，因此撤去试探电荷后，该点电场强度大小仍为，A正确，BCD错误。
故选A。
2．答案：C
解析：电场线的疏密情况可以表示电场强度的大小，电场线密集的地方电场强度大，同一带电尘埃所受电场力也大，C正确。
故选C。
3．答案：C
解析：A.电场是一种客观存在的物质，是真实存在的，故A错误；
B.电场线上某点的切线方向表示该点电场的方向，与电荷在该点的运动方向无关，故B错误；
C.电场中某点场强的大小由电场本身决定，与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关，故C正确；
D.带电体的电荷量是元电荷e的整数倍，故D错误；
故选：C。
4．答案：A
解析：设半球面AB有一相对于球心O对称的相同半球面，相当于将带电量为2q的球面放在O处，由题意可知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则等效球面在M、N点所产生的电场大小均为
由题知半球面在M点的场强大小为2E，根据对称性可知，图中半球面在N点的场强大小为
故选A。
5．答案：C
解析：D.图中A、B两点电场强度大小方向均不相同，故D错误；A.图中A、B两点电场强度大小不同，方向相同，故A错误；C.因是匀强电场，故图中A、B两点电场强度大小方向均相同，故C正确；B.图中A、B两点电场强度大小相同，方向不同，故错误。故选C。
6．答案：D
解析：A.电场强度为零的点，电势不一定为零，例如等量同种点电荷连线的中点位置，电场强度为零，选择无穷远处电势为零时，该中点位置电势不为零，A错误；B.电势为零的点，电场强度不一定为零，例如等量异种点电荷连线的中点位置，选择无穷远处电势为零时，该中点位置电势为零，而该位置的电场强度不为零，B错误；C.沿电场线方向，电势逐渐降低，则同一电场线上的各点，电势一定不相等，C错误；D.正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同，则正电荷沿电场线方向移动时，电场力做正功，电势能一定减少，D正确。故选D。
7．答案：D
解析：根据题意可知相邻等势面间电势差相等，则从等势面A到等势面B与从等势面B到等势面C，粒子克服电场力做的功相等；由于从等势面A处到等势面C处，粒子动能减少20J，则从等势面A处到等势面B处，粒子动能减少10J，而粒子在等势面A处时的动能为20J，所以粒子在等势面B处时的动能为10J；现取B等势面为零电势面，则粒子的动能和电势能之和为10J，且动能和电势能之和保持不变，所以当此电荷的电势能为2J时的动能是8J。故选D。
8．答案：C
解析：A.据题中给的电场线分布图可知a点场强大于b点场强，故A错误；B.a、b两点的场强方向均斜向左上方，与点电荷连线不平行，故B错误；C.电场线越稀疏的地方，电场强度越弱，故c点的电场强度比a点的小，故C正确；D.试探电荷在a点受到的电场力大于其在c点受到的电场力，故D错误。故选C。
9．答案：AC
解析：A.根据点电荷电场线分布特点结合图像可知，该点电荷带负电，故A正确；
BC.根据电场线密集程度表示电场强度大小，由图可知，b点场强大于a点场强，两点电场强度方向相反，故B错误，C正确；
D.正电荷在电场中所受电场力方向与该点场强方向相同，负电荷在电场中所受电场力方向与该点场强方向相反，由于不知道试探电荷的电性，则无法确定试探电荷在a点所受静电力方向与该点电场强度方向是相同还是相反，故D错误。
故选AC。
10．答案：AC
解析：AB.从MN上的C点由静止释放一试探电荷，电荷仅在电场力作用下运动，运动过程中的速度-时间图像如图乙所示，因为图像关于虚线对称，所以可以判断试探电荷在MN上运动，两电荷对试探电荷同为引力，所以P、Q为等量同种电荷，故A正确，B错误；
CD.时刻，试探电荷速度最大，所以合力做功最多，所以试探电荷位于O点，时刻，试探电荷速度为零，到达关于O的对称点，故C正确，D错误。
故选AC。
11．答案：CD
解析：A.正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则电场线的方向，不一定是电荷受力的方向，故A错误;B.正电荷只在电场力作用下，如果电场线不是直线，电荷不沿电场线运动，故B错误;C.电场线越密的地方，电场强度越大，同一电荷在此处所受电场力越大，故C正确;D.静电场的电场线由正电荷或无穷远出发指向负电荷或无穷远，电场线是不闭合的，故D正确。故选CD。
12．答案：不同;>
解析：由电场线分布情况可知，该电场为非匀强电场，A、B两点的电场强度方向不同，分别为两点所处的电场线的切线方向，同一负电荷在两点所受电场力方向与两点电场强度的方向相反，同一负电荷在两点所受电场力方向不同。
电场线密集的地方，电场强度大，故有
13．答案：20；500
解析：根据电势差的定义公式有
根据
14．答案：最大；最小
解析：电场线的疏密反映电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大，由图可知，C点处电场线较密，C点的电场强度最大;根据可知，可知A点的电场强度最小，同一点电荷放在A点受到的电场力最小。
15．答案：（1）；（2）见解析
解析：（1）根据牛顿第二定律，可得
又
解得
（2）为保证小碗不被甩出，可以缓慢转动转盘（减小ω）或将小碗靠近转盘中心放置（减小r）等措施。
16．答案：（1）1000N/C
（2）-800V
（3）6N
解析：解：（1）小球受到电场力、重力和线的拉力作用处于静止，根据共点力平衡条件有
（2）
（3）小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有
设小球在最低点时细线对小球的拉力为T，根据牛顿第二定律有
解得。
