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2020-2021学年高二物理：电场强度专题训练题组1对电场和电场强度的理解1.关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致B.电场强度的大小总是与电场力的大小成正比C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致D.电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强度越大【答案】C【解析】正点电荷在某点所受电场力方向与该点的电场强度方向相同，负点电荷在该点受力方向则相反，A错误，C正确；电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，BD错误；2.如图所示，电场中有a、b、c三点，一个电荷量为q=+2×10-8C的检验电荷在b点受到的静电力是F=6×10-6N，方向由b指向c，关于b点的电场强度，下列说法正确的是（）A.b点的场强大小是300N/C、方向由b指向aB.b点的场强大小是300N/C、方向由b指向cC.若在b点改放一个=-1×10-8C的电荷，则该点的场强变为600N/C，方向由b指向aD.若在b点改放一个=-1×10-8C的电荷，则该点的场强变为600N/C，方向仍由b指向c【答案】B【解析】b点的电场强度，电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，可知b点的场强方向由b指向c，故A错误，B正确；某点的电场强度与放入该点的电荷电量和电性无关，故CD错误.3.真空中有一个电场，在这个电场中的某一点放入电荷量为1.5×10－8C的点电荷，它受到的电场力为6.0×10－4N，那么这一点处的电场强度的大小为（）A.9.0×104N/CB.4.0×104N/CC.2.5×10－5C/ND.9.0×10－12N・C【答案】B【解析】这一点处的电场强度的大小E＝＝N/C＝4.0×104N/C.4.（多选）下列说法正确的是（）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产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D.电场是人为设想出来的，其实并不存在【答案】ABC【解析】电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，不是假想的.电荷间的相互作用是通过电场产生的，故A、B、C正确.5.点电荷Q产生的电场中有一A点，现在在A点放上一电荷量为q＝＋2×10－8C的试探电荷，它受到的静电力为7.2×10－5N，方向水平向左，则：（1）点电荷Q在A点产生的场强大小为E＝________，方向________.（2）若在A点换上另一电荷量为q′＝－4×10－8C的试探电荷，此时点电荷Q在A点产生的场强大小为E＝________.该试探电荷受到的静电力大小为________，方向________.【答案】（1）3.6×103N/C水平向左（2）3.6×103N/C1.44×10－4N水平向右【解析】（1）场源电荷在A点产生的场强E＝＝N/C＝3.6×103N/C，方向水平向左.（2）试探电荷为q′＝－4×10－8C时，场强不变，即E＝3.6×103N/C.试探电荷q′受到的静电力F′＝q′E＝1.44×10－4N，方向水平向右.题组2点电荷场强公式的理解及应用6.以一个点电荷为球心，在其周围空间中画出一个球面，对于球面上的各点（）A.电场强度的大小相同，方向不同B.电场强度的大小相同，方向相同C.电场强度的大小不同，方向不同D.电场强度的大小不同，方向相同【答案】A【解析】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A正确，B、C、D错误.7.如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是（）A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度【答案】A【解析】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.8.对电场强度公式E＝有几种不同理解，其中正确的是（）A.只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强EB.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同C.当离点电荷距离r→0时，场强E→∞D.当离点电荷距离r→∞时，场强E→0【答案】D【解析】电场强度公式E＝适用于点电荷形成的电场，对于不能看做点电荷的带电体，本公式不再适用，故A选项错误；电场强度是矢量，以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E大小相等，方向不同，故B选项错误；当离点电荷距离r→0时，此时带电体不能看做点电荷，公式不成立，故C选项错误；当离点电荷距离r→∞时，根据公式可得场强E→0，故D选项正确.9.q1、q2为真空中的两个点电荷，设它们之间相互作用力的大小为F，关于F可以写出三个表达式，一个是F＝，另一个是F＝q2・，再有一个是F＝q1・.关于这三个表达式，下列说法中正确的是（）A.前两种表达的形式不同，但采用的物理观点相同B.前两种表达的形式不同，采用的物理观点也不同C.后两种表达采用的物理观点相同，表达的内容也完全相同D.后两种表达采用的物理观点不同，但表达的内容完全相同【答案】B【解析】表达式F＝表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q1q2及它们之间距离的平方r2之间的关系，而表达式F＝q2・则表示点电荷q1在真空中产生的电场对点电荷q2的作用力大小，其中就是点电荷q1在真空中q2位置处产生的电场的场强，同理，表达式F＝q1・则表示点电荷q2在真空中产生的电场对点电荷q1的作用力大小，其中就是点电荷q2在真空中q1位置处产生的电场的场强.综上所述，正确选项为B.10.物理是一门精确的学科，但在某些问题未得到证实之前，通常可以通过猜想、类比等知识迁移来判断结论是否正确.现有一外径为R2、内径为R1的球壳，球壳单位体积带电荷量为ρ＝，在r＞R2的范围时，可以将其看为一个点电荷在空间激发的电场，即电场强度为E＝k，下面对于该球壳在空间中产生的电场强度说法正确的是（）A.在r＜R1的范围内，其场强一定为零B.当r＞R2时，根据题目已知信息，电场强度应为E＝kC.当r＞R2时，根据题目已知信息，电场强度应为E＝kD.在r＜R1的范围内，其场强不可能为零【答案】A【解析】在r＜R1的范围内，根据对称性和电场的叠加可知其场强一定为零，故A正确，D错误.当r＞R2时，根据题目已知信息，球壳所带的电荷量为Q＝ρ（πR－πR），场强为E＝k＝k，故B、C错误.11.如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有A、B两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角.关于A、B两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是（）A.Ea＝EbB.Ea＝EbC.Ea＝EbD.Ea＝3Eb【答案】D【解析】由题图可知，rb＝ra，再由E＝可知，＝＝3，故D正确.题组3电场强度矢量的叠加12.点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图所示，电场强度为零的地方在（）A.A和B之间B.A右侧C.B左侧D.A的右侧及B的左侧【答案】C【解析】点电荷电场线的分布特点：正电荷电场的电场线从正电荷出发到无穷远终止，负电荷电场的电场线从无穷远出发到负电荷终止.A和B之间两点产生的电场强度方向均向左，合场强不可能为零.故A错误.A的右侧，A产生的电场强度向右，B产生的电场强度向左，电场强度方向相反，而且由题A的电量大于B的电量，且A较近，由点电荷场强公式E=k可知，在同一点电场强度大小不可能相等，所以合场强不可能为零.故B错误.在B的左侧，A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷场强公式E=k可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零.故C正确.13.如图，A、B、C、D四个点在一条直线上，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定有一电荷量为Q的点电荷，在d点处固定有另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为（或k为静电力常量）（）A.0B.kC.kD.k【答案】B【解析】据题可知，b点处的场强为零，说明a处和d处的两个点电荷在b处产生的场强大小相等，方向相反，则有：k＝k，得Q′＝4Q，电性与Q相同.则Q在c产生的场强大小E1＝k＝k，方向向右；Q′在c产生的场强大小E2＝k＝k，方向向左；故c点处场强的大小为E＝E2－E1＝k.14.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场强的大小，则在x轴上（）A.E1＝E2的点只有一处，该点合场强为0B.E1＝E2的点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2C.E1＝E2的点共有三处，其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2D.E1＝E2的点共有三处，其中一处合场强为0，另两处合场强为2E2【答案】B【解析】设两点电荷连线长为L，E1＝E2的点离Q2的距离为x，由点电荷的场强E＝k知，当点在Q1、Q2连线外侧时，k＝k，解得x＝（＋1）L，此处两电场反向，合场强为零.当点在连线之间时，k＝k，解得x＝（－1）L，此处两电场同向，E＝2E2.所以本题选项B正确.15.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示.要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（）A.应放在A点，Q＝2qB.应放在B点，Q＝－2qC.应放在C点，Q＝－qD.应放在D点，Q＝－q【答案】C【解析】根据平行四边形定则，求出＋q和－q在O点产生的合场强，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小，方向水平向右，要使圆心处的电场强度为零，应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷或在D点放一个电荷量Q＝＋q的点电荷，C选项正确.16.图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为（）A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C【答案】B【解析】每个点电荷在O点处的场强大小都是E＝＝，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O点处的合场强为EO＝2E＝，方向由O指向C，B项正确.17.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点电荷电场.如图所示，在球面上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，球心为O，CD为球面AB的对称轴，在轴线上有M、N两点，且OM＝ON＝2R，A1A∥B1B∥CD，已知球面A1B1在M点的场强大小为E，静电力常量为k，则N点的场强大小为（）A.－EB.－EC.－ED.－E【答案】C【解析】将AB部分补上变成一个完整的均匀球壳，该球壳带电荷量为：Q＝q则该球壳在M点产生的场强为EM＝k＝k＝根据电场的叠加原理可知：球壳上A1ABB1部分在M点产生的场强大小为EM′＝－E根据对称性可知：AA1B1B在N点产生的场强大小EN＝EM′＝－E所以N点的场强大小为－E.故选C.18.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V＝πr3，则A点处场强的大小为（）A.B.C.D.【答案】B【解析】把球形空腔补全，均匀带电球体在A处产生的电场强度为E1＝k，把球形空腔看作均匀带电体，在A处产生的电场强度为E2＝k，根据叠加原理可知，图示的带电体在A处产生的电场强度大小为E＝E1－E2＝，故B选项正确.19.（多选）在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等.如图所示