【教育资料】2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-1练习：第一章 第三节 电场强度学习专用.pdf

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1、教育资源第三节第三节电场强度电场强度1放入电场中某点的点电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，它是用来描述电场强弱和方向的物理量，其大小与试探电荷及其受力无关，决定于电场本身，其方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同Q2真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为：Ek2，其中 k 是静电力常量，Q 是r场源电荷的电荷量 在点电荷 Q 的电场中不存在 E 相同的两个点 r 相等时，E 的大小相等，但方向不同；两点在以Q 为中心的同一半径上时，E 的方向相同，但大小不同3匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场，其电场线是间隔相等的平行线4下列说法中错的是()A只要有电荷存在，电荷周围就一

2、定存在电场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D5以下关于电场线的说法中，正确的是()A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B沿电场线的方向，电场强度越来越小C电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大D顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变答案C解析电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同，A 错误；沿电场线方向，其疏密变化情况未知，所以电场强度大小不能判定，电荷的受力情况也不能判定，所以 B、D

3、 错误；故只有 C 正确【概念规律练】【概念规律练】知识点一知识点一电场、电场强度电场、电场强度1电场中有一点 P，下列说法中正确的是()A若放在 P 点的试探电荷的电荷量减半，则P 点的场强减半B若 P 点无试探电荷，则P 点的场强为零CP 点的场强越大，则同一电荷在P 点所受到的电场力越大DP 点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向答案C解析为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场F力 F 与自身的电荷量 q 的比值 可反映该点场强的大小，但该点的场强由电场本身决定，与qF试探电荷的电荷量多少、电性无关，所以 A、B 错由 E 得 FEq，当 q 一定

4、时，E 越大，qF 越大，所以 C 正确电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向，与负电荷受力的方向相反，D 错2一检验电荷 q4109C，在电场中 P 点受到的电场力 F6107N求：(1)P 点的场强大小；(2)将检验电荷移走后，P 点的场强大小；(3)放一电荷量为 q1.2106C 的电荷在 P 点，受到的电场力 F是多大？答案(1)1.5102N/C(2)1.5102N/C(3)1.8104N7F610N解析(1)E 1.5102N/C.9q410C教育资源教育资源(2)场强是描述电场的物理量，跟检验电荷无关，所以场强仍是1.5102N/C.(3)FqE1.21061.5

5、102N1.8104N.点评电场强度是反映电场强弱和方向的物理量，其大小决定于电场本身，与试探电荷无关电荷在电场中所受电场力FqE，其大小与电场强弱和电荷的多少有关，并且正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反知识点二知识点二电场的叠加电场的叠加图 13如图 1 所示，A、B、C 三点为一直角三角形的三个顶点，B30，现在 A、B 两点放置两点电荷 qA、qB，测得 C 点电场强度的方向与 AB 平行，则 qA带_电，qAqB_.答案负18解析放在 A 点和 B 点的点电荷在C 处产生的电场强度方向分别在AC 和 BC 的连线上，因 C 点电场强度方向与 BA 方向平行，故放

6、在 A 点的点电荷和放在 B 点的点电荷产生的电qB场强度方向只能如图所示：CA 和由 BC，故 qA带负电，qB带正电，且 EB2EA，即 kB C2qA2k，又由几何关系知 B C 2A C，所以 qAqB18.2A C4如图 2 所示，真空中，带电荷量分别为Q 和Q 的点电荷 A、B 相距 r，则：图 2(1)两点电荷连线的中点 O 的场强多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何？答案（1）（2）8kQ，方向由 AB2rkQ，方向由 ABr2解析分别求Q 和Q 在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强（1）如图甲所示，A、B

7、两点电荷在 O 点产生的场强方向相同，由 AB。A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度kQ4kQEAEB2.r/22r乙所以 O 点的场强为 EO2EA（2）如图乙所示，EA=EB=EO=EA=EB=8kQ.r2kQ，由矢量图所示形成的等边三角形可知，O点的合场强r2kQ，方向与 A、B 的中垂线垂直，即由AB.r2点评若空间存在多个场源电荷，某点的场强等于每个电荷在该点所产生的场强的矢量和，电场的叠加遵循平行四边形定则知识点三知识点三电场线及其特点电场线及其特点5如图 3 所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是()图 3A这个电场可能是负点电荷的电场B点电荷 q 在 A 点处受

8、到的静电力比在B 点处受到的静电力大教育资源教育资源C点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小(不计重力)D负电荷在 B 点处受到的静电力的方向沿B 点切线方向答案B解析因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的球对称分布的，而图中的电场线分布不具备这种特点，所以它不可能是负点电荷的电场，选项 A错误因电场线越密处场强越大，故由图知场强 EAEB.又因点电荷 q 在电场中所受静电力 FqEE，故静电力 FAFB，选项 B 正确由牛顿第二定律知，加速度aF/mF，而 FAFB，故 aAaB，选项 C 错误因“B 点切线方向”即 B 点场强方向，而负电

9、荷所受静电力的方向与场强的方向相反，故选项 D 错误点评电场线的特点：电场线上某点切线的方向表示该点场强的方向，不表示电荷受力的方向，也不表示速度的方向；电场线的疏密反映电场强弱，在电场线密的地方，电场强电场线不是电荷运动的轨迹，只有当电场线是直线，而带电粒子只受电场力，且初速度方向与电场线平行时，运动轨迹才能与电场线重合【方法技巧练】【方法技巧练】一、由电场线和运动轨迹判断运动情况的方法一、由电场线和运动轨迹判断运动情况的方法6(双选)某静电场中的电场线如图 4 所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M 点运动到 N 点，以下说法正确的是()图 4A粒子必定带负电

10、荷B由于 M 点没有电场线，粒子在 M 点不受电场力的作用C粒子在 M 点的加速度小于它在N 点的加速度D粒子在 M 点的动能小于在 N 点的动能答案CD解析根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷所受电场力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A 选项错误由于电场线越密，电场强度越大，点电荷受到的电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此点电荷在 N 点加速度大，C 选项正确 粒子从 M 点运动到 N 点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在N 点的动能大，故 D 选项正确点评分析带电粒子在电场中运动的轨迹问题时要注意做曲线运动的带电粒子所受合外力的方向指向曲线凹侧，而且速度

11、方向沿轨迹的切线方向，再结合电场线、电场力的知识来分析二、电场内力学问题的分析方法二、电场内力学问题的分析方法7竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为 E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为 m 的带电小球，丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡，如图 5所示请问：图 5(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？mgtan2b答案(1)(2)cotEg解析(1)由于小球处于平衡状态知小球带正电，对小球进行受力分析如右图所示教育资源教育资源TsinqETcosmgqEmgtan由得 tan，故 qmgEmg(2)由第(1)问中的方程知 T，而剪断丝线后小球

12、所受电场力和重力的合力与未剪cosmg断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.cosF合g小球的加速度 a，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当mcosb12s2bcos2b碰到金属板上时，它的位移为s，又由 s at2，得 tcotsin2agsing方法总结带电体在电场中的平衡问题和一般的平衡问题相同，根据带电体在电场中的平衡情况列出平衡方程式，只不过在原有受力分析的基础上增加了电场力的分析1(双选)关于电场线的特征，下列说法中正确的是()A如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同B如果某空间中的电场线是直线，

13、那么在同一条电场线上各处的电场强度相同C 如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线都不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交D电场中任意两条电场线都不相交答案AD解析电场线是形象描述电场的物理量根据电场线的特点可判断A、D 正确点评电场线描述电场强度的大小和方向，在空间不闭合、不相交F2由电场强度的定义式E 可知，在电场中的同一点()qA电场强度 E 跟 F 成正比，跟 q 成反比FB无论检验电荷所带的电荷量如何变化，始终不变qC电荷在电场中某点所受的电场力大，则该点的电场强度强D一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零，则P 点的场强一定

14、为零答案B3对于由点电荷 Q 产生的电场，下列说法中正确的是()A电场强度的定义式仍成立，即EF/Q，式中的 Q 就是产生电场的点电荷kQB在真空中电场强度的表达式为E2，式中的 Q 就是产生电场的点电荷r2C在真空中 Ekq/r，式中的 q 是试探电荷D以上说法都不对答案BF解析E 是电场强度的定义式，适用于任何电场，式中q 为试探电荷而非场源电荷，qQ故 A 错而Ek2为点电荷 Q 产生电场强度的决定式，式中Q 为场源电荷，故B 对，C 错r误点评电场强度的定义式适用于任何电场，点电荷电场强度的定义式只适用于点电荷，且决定于电场本身4如图 6 所示，是点电荷电场中的一条电场线，则()图 6

15、Aa 点场强一定大于 b 点场强教育资源教育资源B形成这个电场的电荷一定带正电C在 b 点由静止释放一个电子，将一定向a 点运动D正电荷在 a 处受到的静电力大于其在b 处的静电力答案C图 75如图 7 所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是()A场强方向一定是向右B该离子一定是负离子C该离子一定是由 a 向 b 运动D场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a 点的动能一定小于在 b 点的动能答案D解析因为不知离子是向哪个方向运动的，可以假设其由 b 向 a 运动，由离子的运动轨迹可以判定出，离子只能受到向左的电场力，所以

16、由b 向 a 一定是减速运动的(同理，也可假设离子由 a 向 b 运动，此时根据轨迹可判定出电场力同样向左，离子加速运动)，所以该离子在 a 点的动能一定小于在 b 点的动能，D 正确；由于电场线方向、离子的电性都是未知的，所以 A、B、C 均不正确图 86图8 中 a、b 是两个点电荷，它们的电荷量分别为 Q1、Q2，MN 是 ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点下列哪种情况能使P 点场强方向指向 MN 的右侧()AQ1、Q2都是正电荷，且 Q1|Q2|CQ1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|答案B解析Q1、Q2产生的电场在 P 点叠加，利用矢量的合成按各项给出情况画出P 点的合场

17、强方向，可以判断答案为B.图 97如图 9 所示，一个带负电的油滴以初速度v0从 P 点斜向上进入水平方向的匀强电场中，倾斜角 45，若油滴到达最高点时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置在()AP 点的左上方BP 点的右上方CP 点的正上方D上述情况都可能答案A解析当油滴到达最高时，重力做了负功，要使油滴的速度仍为v0，需电场力做正功，又油滴带负电，因而 C 点应在 P 点左侧8.如图 10 所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB 匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()图 10A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

18、变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右答案B解析等量异种电荷电场线的分布如图（a）所示.由图中电场线的分布可以看出,从 A 到O,电场线由疏到密;从O到B,电场线从密到疏,所以从AOB,电场强度由小变大,再由大变教育资源教育资源小,而电场强度的方向沿电场线切线方向,为水平向右,如图（b）所示.因电子处于平衡状态,其所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,且电子从 AOB 过程中,电场力由小变大,再由大变小,所以另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小.所以选项 B 正确.点评掌握等量异种电荷的电场线分布是解题的关

19、键9 如图 11 所示，正电荷 Q 放在一匀强电场中，在以 Q 为圆心、半径为 r 的圆周上有 a、b、c 三点，将检验电荷 q 放在 a 点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c 两点的场强大小和方向如何？图 11kQ2kQ2kQ答案2，方向向右Eb2，方向向右Ec2，方向指向右上方，与 ab 连线rrr成 45角解析点电荷 Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的根据题意可知，Q 在 a 点kQ的场强和匀强电场的电场强度大小相等方向相反，所以匀强电场的电场强度大小为E2，r2kQ方向向右在 b 点，两个电场的电场强度合成可得Eb2，方向向右在 c 点，两r2kQ个电场

20、的电场强度合成可得Ec2，方向指向右上方，与 ab 连线成 45角r10场源电荷Q2104C，是正点电荷检验电荷q2105C，是负点电荷，它们相距 r2m，且都在真空中，如图12 所示求：图 12(1)q 所受的静电力(2)q 所在的 B 点的场强 EB.(3)若将 q 换为 q4105C 的正点电荷，再求 q受力及 B 点的场强(4)将检验电荷拿去后再求B 点的场强答案(1)9N，方向由 B 指向 A(2)4.5105N/C，方向由 A 指向 B(3)18N，方向由 A指向 B4.5105N/C，方向由 A 指向 B(4)4.5105N/C，方向由 A 指向 B解析(1)由库仑定律得21042105Qq9Fk2910 N9Nr22方向在 A 与 B 的连线上，且指向 A.FQ(2)由电场强度的定义：E k2qr4210所以 E9109N/C4.5105 N/C22方向由 A 指向 B.(3)由库仑定律得44105210QqFk29109N18Nr22教育资源教育资源方向由 A 指向 B.FQEk24.5105N/Cqr方向由 A 指向 B.(4)因 E 与 q 无关，q0 也不会影响 E 的大小与方向，所以拿走q 后场强不变教育资源