课时分层作业4 点电荷的电场 匀强电场 静电的利用与防护—2020-2021学年【新教材】鲁科版(2019)高中物理必修第三册练习题
课时分层作业(四) 点电荷的电场 匀强电场
静电的利用与防护
(建议用时:25 分钟)
◎考点一 公式 E=与 E=的比较
1.关于电场,下列说法中正确的是( )
A.E=,若 q减半,则该处电场强度为原来的 2倍
B.E=k中,E与Q成正比,而与 r2成反比
C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各处的场强相同
D.电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
B [E=中的 q为试探电荷的电荷量,而电场中某处的电场强度是由电场本身决定,
与试探电荷无关,选项 A错误;电场中某点场强的方向就是该点所放正电荷受到的电
场力的方向,在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各处的场强大小相等,但方
向不相同,故选项 C、D错误,B正确。]
◎考点二 电场强度的叠加
2.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 a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A.大小为,方向竖直向上
B.大小为,方向竖直向上
C.大小为,方向竖直向下
D.大小为,方向竖直向下
C [两个正点电荷在 O点产生的场强大小 E1=E2=k=
E==,方向竖直向下。
故四个点电荷在 O点产生的场强的矢量和 E′=2E=,方向竖直向下,C正确。]
3.如图所示,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的正点电荷,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(k为
静电力常量)( )
A.0 B.k
C.kD.k
B [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点产生的场强大小 E1=k=k,方向向右;Q′在c点产生的场强大小 E2=k
=k,方向向左;故 c点处场强的大小为 E=E2-E1=k,B正确。]
4.如图所示,一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由 A→O→B匀速飞过,
电子的重力不计,电子除受电场力以外,受到的另一个外力的大小和方向的变化情况
为( )
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右
B [A→O→B,场强先变大后变小,方向水平向右,所以电子受到的电场力先变
大后变小,方向水平向左。 又电子处于受力平衡状态,故另一个外力应是先变大后变
小,方向水平向右。故选项 B正确。]
5.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=2q
B.应放在 B点,Q=-2q
C.应放在 C点,Q=-q
D.应放在 D点,Q=-q
C [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。]
6.如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为 2d,点电荷到带
电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的 a、b两点关于薄板对称,到薄板的距离都
是d。若图中 a点的电场强度为零,则 b点的电场强度大小和方向分别为(静电力常量
为k)( )
A.,垂直薄板向左
B.,垂直薄板向右
C.,垂直薄板向左
D.,垂直薄板向左
D [由于 a点处的合场强为零,所以带电薄板在 a处产生的场强与点电荷+q在a
处产生的场强大小相等,均为,方向相反,可知带电薄板应带正电;由带电薄板产生
场强的对称性可知,薄板在 b点产生的场强方向向左,大小等于,故 b点的电场强度
大小为 E=k+k=,方向向左,故选 D。]
7.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球 a、b和c分别位于边长为 l的
正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为 q,c带负电。整个系统置于方向水
平的匀强电场中。已知静电力常量为 k。若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强
的大小为( )
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