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文檔簡介
第02講:電場電場強(qiáng)度
【考點梳理】
>考點一:電場強(qiáng)度的定義
>考點二:點電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度問題
>考點三:電場強(qiáng)度的疊加
>考點四:電場線的定義和性質(zhì)
>考點五:根據(jù)電場線的疏密程度判斷場強(qiáng)大小
>考點六:等量的異種電荷的電場線問題
>考點七:等量的同種電荷的電場線問題
>考點八:帶電體在電場的平衡問題
【知識梳理】
知識點一:電場
(1)概念:存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì),場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式.
(2)性質(zhì):對放入其中的電荷有力的作用,電荷間通過電場發(fā)生相互作用.
(3)靜電場:靜止的電荷產(chǎn)生的電場.
知識點二:.電場強(qiáng)度
(1)兩種不同功能的電荷:
①試探電荷:用來檢驗電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷,電荷量和尺寸必須較小.
②場源電荷:產(chǎn)生電場的電荷.
(2)定義:試探電荷在電場中某個位置所受的力與其電荷量成正比,即b=々,在電場的不同位置,比例常數(shù)£
一般不一樣,它反映了電場在這點的性質(zhì),叫做電場強(qiáng)度.
F
(3)公式:E=-.
q
(4)單位:N/C或V/m.
(5)方向:電場強(qiáng)度是矢量,規(guī)定電場中某點的電場強(qiáng)度的方向跟正電苞在該點所受的靜電力的方向相同.
技巧總結(jié):對電場強(qiáng)度的理解(深化理解)
1.對電場強(qiáng)度的理解:(1)電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì).
(2)唯一性:電場中某點的電場強(qiáng)度E是唯一的,是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的,
與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān).電場中不同的地方,電場強(qiáng)度一般是不同的.
(3)矢量性:電場強(qiáng)度描述了電場的強(qiáng)弱,是矢量,其方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同,與在該
點的負(fù)電荷所受電場力的方向相反.
2.公式£=(與£=與的區(qū)別
物理含義引入過程適用范圍
人心但£與足1無關(guān),
F是電場強(qiáng)度大小適用于一切電
E=~£是反映某點處電場的
q的定義式場
性質(zhì)
F在真空中,場源
是真空中點電荷由£=-和庫侖定律導(dǎo)
E=AQ電荷0是點電
r場強(qiáng)的決定式
出,£由0、r決定荷
知識點三:點電荷的電場,電場的疊加
1.真空中點電荷的場強(qiáng)
①大?。篍=岸.
②方向:。為正電荷時,在電場中的某點戶,一的方向由。指向P;0是負(fù)電荷時,一的方向由P指向Q.
2.電場強(qiáng)度的疊加
如果場源電荷不只是一個點電荷,則電場中某點的電場強(qiáng)度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量
和.
知識點四:電場線、勻強(qiáng)電場
1.電場線:畫在電場中的有方向的曲線,曲線上每一點的切線方向與該點電場強(qiáng)度的方向一致.
2.電場線特點:
(1)起始于無限遠(yuǎn)或正電荷,終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn).
(2)任意兩條電場線不相交.
(3)電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱.
(4)電場線不是實際存在的線,是為了形象地描述電場而假想的線.
3.勻強(qiáng)電場
(1)定義:各點電場強(qiáng)度的大小相等、方向相同的電場.
(2)勻強(qiáng)電場的電場線:間距相等的平行直線.
技巧總結(jié):對電場線的理解
1.電場線的應(yīng)用
(1)比較電場強(qiáng)度大?。簣鰪?qiáng)大處電場線密,場強(qiáng)小處電場線疏,故根據(jù)電場線的疏密可以比較場強(qiáng)的大小.
(2)確定電場強(qiáng)度方向:電場線上每點的切線方向就是該點電場強(qiáng)度的方向.
2.電場線與帶電粒子運(yùn)動軌跡的關(guān)系:電場線不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡,帶電粒子在電場力作用下的運(yùn)動軌
跡可能與電場線重合,也可能不重合.可分以下幾種情況討論:
(1)運(yùn)動軌跡與電場線重合時應(yīng)同時具備以下條件:
①電場線為直線;
②帶電粒子的初速度為零,或初速度沿電場線所在直線;
③帶電粒子只受電場力,或其他力的合力沿電場線所在直線.
(2)只在電場力作用下,以下情況帶電粒子做曲線運(yùn)動,且與電場線不重合:
①電場線為直線時,有初速度且與電場線不共線;②電場線為曲線.
3.常見電場線的
特點
(1)離點電荷越近,電場線越密集,場強(qiáng)越強(qiáng).(2)若以點
電荷為球心作一個球面,電場線處處與球面垂直,在此球
面上場強(qiáng)大小處處相等,方向各不相同
(1)兩點電荷連線上各點處,電場線方向從正電荷指向負(fù)
電荷,中點場強(qiáng)最小,越靠近點電荷場強(qiáng)越強(qiáng)
(2)兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上,電場線的方向均
相同,即場強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面(線)垂直
(3)沿中垂線從。點到無窮遠(yuǎn),場強(qiáng)逐漸減弱
(1)兩點電荷連線的中點。處場強(qiáng)為零,此處無電場線,
中點。處附近的電場線非常稀疏,但場強(qiáng)并不為零
(2)兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上,場強(qiáng)方向總沿面
(線)遠(yuǎn)離。(等量正電荷)或指向。(等量負(fù)電荷)
(3)在中垂面(線)上從。點到無窮遠(yuǎn)處,場強(qiáng)先變強(qiáng)后變
弱
【題型歸納】
題型一:電場強(qiáng)度的定義
1.(22-23高二上?河南鄭州?期中)在電場中的某點A放一電荷量為的試探電荷,它所受到的電場力大小為兄
F
方向水平向右,則A點的場強(qiáng)大小項=一,方向水平向右。下列說法正確的是()
q
A.若A點不放試探電荷,則A點的場強(qiáng)為零
B.在A點放置一個電荷量為+2q的試探電荷,則A點的場強(qiáng)變?yōu)?EA
C.在A點放置一個電荷量為一q的試探電荷,A點的場強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃?/p>
D.在A點放置一個電荷量為+2q的試探電荷,它所受的電場力大小變?yōu)?F
【答案】D
【詳解】AC.電場的電場強(qiáng)度是電場的固有屬性,與放不放試探電荷無關(guān),與試探電荷的正負(fù)和大小無關(guān),故A
點場強(qiáng)的大小和方向都不變,故AC錯誤;
BD.A點的場強(qiáng)大小和方向不變,根據(jù)
F=Eq
可知,電荷量為+2q時
F'=EAx2q=2F
即電場力變?yōu)樵瓉淼?倍,而A點的場強(qiáng)仍然為耳,故B錯誤,D正確。
故選D。
2.(2024高三?全國?專題練習(xí))電場中有一點P,點P處放一試探電荷分關(guān)于P點的電場強(qiáng)度,下列說法正確的
是()
A.尸點電場強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一致
B.將放在P點的試探電荷q拿走,則尸點的電場強(qiáng)度為零
C.根據(jù)公式后=£可知,尸點電場強(qiáng)度的大小跟靜電力成正比,跟放入尸點的電荷的電荷量成反比
q
D.若尸點的場強(qiáng)越大,則同一試探電荷在P點所受的靜電力越大
【答案】D
【詳解】A.某點的電場強(qiáng)度的方向總是跟在該點正電荷所受的靜電力的方向相同,與負(fù)電荷所受的靜電力的方向相
反,故A錯誤;
B.電場中的場強(qiáng)取決于電場本身,與有無試探電荷無關(guān),如果把試探電荷g拿走,則這一點的電場強(qiáng)度不變,故
B錯誤;
C.場強(qiáng)大小取決于電場本身,與放入電場中的電荷的電荷量無關(guān),故C錯誤;
D.由尸=qE知,同一電荷,E越大,尸越大,D正確。
故選D。
3.(23-24高二上.福建龍巖?期中)A為己知電場中的一固定點,在A點放一電量為q的電荷,所受電場力為尸,A
點的場強(qiáng)為E,則()
A.若在A點換上電量為“一農(nóng)'的電荷,A點電荷q受到的電場力方向發(fā)生變化
B.若在A點換上電量為“-4”的電荷,A點的場強(qiáng)方向發(fā)生變化
C.若在A點換上電量為“2q”的電荷,A點的場強(qiáng)將變?yōu)?E
D.若在A點移去電荷氣”,A點的場強(qiáng)變?yōu)榱?/p>
【答案】A
【詳解】AB.電場強(qiáng)度只由電場自身決定,與試探電荷無關(guān),若在A點換上電量為“-4”的電荷,A點的場強(qiáng)方向
沒有發(fā)生變化,A點電荷q受到的電場力方向發(fā)生變化,故A正確,B錯誤;
C.電場強(qiáng)度只由電場自身決定,與試探電荷無關(guān),若在A點換上電量為“2/的電荷,A點的場強(qiáng)不變,仍為E,故
C錯誤;
D.電場強(qiáng)度只由電場自身決定,與試探電荷無關(guān),若在A點移去電荷飛”,A點的場強(qiáng)不變,仍為E,故D錯誤;
故選A?
題型二:點電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度問題
4.(23-24高二上?陜西渭南?期末)如圖所示,在正點電荷Q形成的電場中,有M、N兩點,下列說法正確的是()
QMN
十??
A.M點的場強(qiáng)小于N點的場強(qiáng)
B.M點的電勢小于N點的電勢
C.將一帶正電的粒子從M點移動到N點,靜電力做正功
D.將一帶正電的粒子分別放在M點和N點,則在M點電勢能小
【答案】C
【詳解】A.由點電荷的場強(qiáng)公式有
E.絲
產(chǎn)
由題圖可知,N點距離場源的距離比M點的距離大。所以M點的場強(qiáng)大小大于N點的場強(qiáng)大小,故A項錯誤;
B.由點電荷的周圍電勢有
kQ
由題圖可知,N點距離場源的距離比M點的距離大。所以M點的電勢大于N點的電勢,故B項錯誤;
CD.由上述分析可知,M點的電勢大于N點的電勢,由
Ev=q(p
有題意可知,一帶正電帶電粒子,所以該粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能,所以將一帶正電的粒子從M
點移動到N點,電勢能減小,即靜電力做正功,故C正確,D錯誤。
故選C。
5.(23-24高二上.天津南開?期中)在電荷量為。的點電荷激發(fā)的電場中,一電荷量為的試探電荷,距Q距離為
廠處的A點受到的電場力為R則()
A.A點的電場強(qiáng)度石=4B.A點的電場強(qiáng)度£=回
Qr
C.若撤去試探電荷,A點的電場強(qiáng)度為零D.A點的場強(qiáng)方向與該試探電荷所受電場力方向相反
【答案】D
【詳解】AB.根據(jù)電場強(qiáng)度定義式可知,A點的電場強(qiáng)度為
E=—
q
根據(jù)點電荷場強(qiáng)公式可得,A點的電場強(qiáng)度為
E-絲
產(chǎn)
故AB錯誤;
C.電場強(qiáng)度由電場自身決定,若撤去試探電荷,A點的電場強(qiáng)度保持不變,不為零,故C錯誤;
D.由于試探電荷帶負(fù)電,則A點的場強(qiáng)方向與該試探電荷所受電場力方向相反,故D正確。
故選D。
6.(23-24高二上?廣東惠州?期中)如圖所示,直角三角形ABC中/臺=30。,點電荷A、B所帶電荷量分別為。A、QB,
測得在C處帶負(fù)電的點電荷所受靜電力方向平行于A8向左,則下列說法正確的是()
4口------------1?B
A.A帶正電,QA-QB=1:4B.A帶負(fù)電,:&=1:4
C.A帶正電,。人:4=1:8D.A帶負(fù)電,2:&=1:8
【答案】c
【詳解】由于負(fù)電荷所受電場力方向與電場線的方向相反,C處的負(fù)點電荷所受靜電力向左,所以電場線的方向平
行于A8向右。若A、8都為正電荷,都為負(fù)電荷,或A為負(fù)電荷,B為正電荷,C點合場強(qiáng)的方向不可能與A8平
行。所以A為正電荷、3為負(fù)電荷;如下圖畫出分場強(qiáng)與合場強(qiáng)之間的關(guān)系
根據(jù)平行四邊形定則,知A、8在C點的場強(qiáng)之比為
EA:EB=
又點電荷的場強(qiáng)公式為E=C點距離A、8兩點間的距離比為
r
。:5=1:2
解得
0A:&=1:8
故C正確,ABD錯誤。
故選C。
題型三:電場強(qiáng)度的疊加
7.(23-24高二上?陜西渭南?期末)在等邊三角形ABC的頂點8和C處各放一個電荷量相等的點電荷時,測得A處
的場強(qiáng)大小為E,方向與8C邊平行且由8指向C,如圖所示。則下列說法正確的是()
A.8和C處的點電荷均帶正電B.B處的點電荷帶負(fù)電,C處的帶正電
C.若拿走C處的點電荷,則A處場強(qiáng)大小仍為ED.若拿走C處的點電荷,則A處場強(qiáng)大小變?yōu)椤?/p>
【答案】C
【詳解】AB.若B和C處的均為正電荷,則根據(jù)電場疊加可知,其A點的合場強(qiáng)方向為垂直于8c向上,不符合
題意,只有當(dāng)8點為正電荷,C點為負(fù)電荷的情況下,合場強(qiáng)為與8C邊平行且由8指向C,故AB錯誤;
CD.由之前的分析可知,其如圖所示
由于2、C兩個點電荷的電荷量大小相等,且距離A點的距離相等,根據(jù)點電荷的場強(qiáng)公式
所以g=當(dāng),由電場疊加可知
Ex=E2=E
所以將C處的點電荷拿走,則A點的合場強(qiáng)為用,且其大小為E,故C正確,D錯誤。
故選c。
8.(23-24高二上.北京東城?期末)如圖所示,電荷量為〃的點電荷與均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶電薄板的垂
線通過板的幾何中心,/點在板的幾何中心左側(cè)一處的垂線上,N點與M點關(guān)于帶電薄板對稱。已知靜電力常量為
k,若圖中〃點的電場強(qiáng)度為0,那么()
A.帶電薄板帶正電荷B.N點場強(qiáng)水平向右
C.N點電場強(qiáng)度也為零D.N點的電場強(qiáng)度£=翳
【答案】D
【詳解】因M點場強(qiáng)為零,則帶電薄板在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)與+q在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)等大方向,則帶電薄板在M點
的場強(qiáng)為
E=k青
方向向右,所以帶電薄板帶負(fù)電;因為M點和N點與帶電薄板的距離相等,由對稱性可知,帶電薄板在N點的場
強(qiáng)為
*喻
方向向左,則N點的合場強(qiáng)為
q
(3小
方向向左;
綜上所述,ABC錯誤,D正確。
故選Do
9.(23-24高二上?吉林延邊?階段練習(xí))如圖所示,RSABC中NCAB=37。,ZC=90°,。為AB邊上一點,AD:。8=4:
1,兩個正點電荷固定在A、8兩點,電荷量大小為q的試探電荷在C點受到的電場力方向與AB垂直,大小為R
sin37°=0.6,cos37°=0.8,則。點的電場強(qiáng)度大小為()
c
?B
D
【答案】D
【詳解】設(shè)A、5兩點電荷量分別為QB,則試探電荷在C點受到A、8兩點電荷的電場力分別
如圖,假設(shè)試探電荷帶負(fù)電,則其受力如圖,合力為R垂直于A8由幾何關(guān)系
4
AC=-BC
3
解得
QA:QB=4:3
山3
AC25
因為
AD+DB=AB=-AC
4
AD:DB=4:1
所以
AD=AC
DB^-AC
4
則A、8在。點產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為
3F
EA=k-^二號
AAD-5q
=4^36F
5q
則。點的電場強(qiáng)度大小為
33F
F-F_F
口-4%
5q
故選D。
題型四:電場線的定義和性質(zhì)
10.(23-24高二上?廣東汕頭?期中)下列關(guān)于電場線的說法,正確的是()
A.電場線是負(fù)電荷運(yùn)動的軌跡
B.電場線是實際存在的曲線
C.等量異種電荷形成的電場線都是閉合的曲線
D.帶電粒子只受電場力作用,不可能沿著彎曲的電場線運(yùn)動
【答案】D
【詳解】AB.電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲木€,并不是電荷運(yùn)動的軌跡,實際上是不存在的。故AB
錯誤;
C.靜電場的電場線都起始于正電荷或者無窮遠(yuǎn)處,終止于負(fù)電荷或者無窮遠(yuǎn)處,不是閉合曲線。故C錯誤;
D.根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系,若帶電粒子只受電場力,且電場線是曲線時,電場線不可能和軌跡線重合,如果重合則
受力沿切向不能提供向心力使粒子軌跡彎曲。故D正確。
故選D。
11.(23-24高二上.湖南郴州?期末)在以下各圖中,其中電場線方向表示錯誤的是()
【答案】A
【詳解】
BCD.電場線從正電荷(或無窮遠(yuǎn))出發(fā),終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn))。故BCD正確;
A.負(fù)點電荷周圍的電場線,應(yīng)從無窮遠(yuǎn)指向負(fù)電荷。故A錯誤。
選錯誤的,故選A。
12.(23-24高二上?福建?階段練習(xí))下列關(guān)于電場線的說法,正確的是()
A.電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn),止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷
B.在沒有電荷的地方,兩條電場線可以相交
C.電場線是點電荷在電場中自由運(yùn)動的軌跡
D.沿著電場線的方向電場強(qiáng)度越來越小
【答案】A
【詳解】A.電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā),終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷,故A正確;
B.空間中某點的場強(qiáng)方向是唯一的,若兩條電場線相交,則交點處有兩條切線,即有兩個不同的場強(qiáng)方向,這是
不可能的,故B錯誤;
C.電場線是為了形象地描述電場而假想的線,是理想化模型,實際是不存在的,而點電荷的運(yùn)動軌跡是實際存在
的,兩者不相同,電場線不是點電荷在電場中自由運(yùn)動的軌跡,故c錯誤;
D.電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱,沿著電場線方向電場線的疏密無法確定,因此電場強(qiáng)度的變化無法確定,
故D錯誤。
故選Ao
題型五:根據(jù)電場線的疏密程度判斷場強(qiáng)大小
13.(23-24高一下?浙江杭州?期末)某電場的電場線分布如圖所示,AB、C、。是電場中的四個點,則關(guān)于該電
場,下列說法正確的是()
A.該電場可能是某帶正電的點電荷形成的B.由圖可知四點中2點的電場強(qiáng)度最大
C.區(qū)。兩點的電場強(qiáng)度方向相同D.某電荷僅受電場力時能沿電場線從B點運(yùn)動到。點
【答案】B
【詳解】A.電場線是彎曲的,所以不可能是點電荷形成的,故A錯誤;
B.8點電場線最密集,電場強(qiáng)度最大,故B正確;
C.兩點電場線的切線方向不同,所以電場強(qiáng)度方向不同,故C錯誤;
D.因電場線是曲線,則若電荷沿軌跡運(yùn)動時受到的電場力大小和方向不斷變化,假設(shè)某電荷僅受電場力時能沿電
場線從B點運(yùn)動到。點,則電荷一定為正電荷,在2。兩點之間運(yùn)動時,沿切線方向,沒有指向軌跡的凹側(cè),不滿
足曲線運(yùn)動的條件,故D錯誤。
故選B。
14.(23-24高二上.安徽合肥?期末)靜止電荷會在其周圍產(chǎn)生靜電場,為了形象地描述電場,法拉第采用了畫電場
線的方法。如圖是某一電場的電場線分布圖,下列關(guān)于電場和電場線的說法正確的是()
A.由于電場是看不見、摸不著的,所以電場實際并不存在
B.電場線可以形象地描述電場,電場線是實際存在的
C.同一幅電場線分布圖中,電場線密集的地方電場強(qiáng)度較大
D.電場線分布圖中沒畫電場線的地方(如B點),電場強(qiáng)度為零
【答案】C
【詳解】AB.電場是實際存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),電場線是為了形象地描述電場人為引入的,電場線
實際上不存在,故AB錯誤;
C.電場線的疏密程度能夠表示電場的強(qiáng)弱,電場線越密集的位置電場強(qiáng)度越大,電場線越稀疏的地方,電場強(qiáng)度
小,故C正確;
D.電場線的疏密程度能夠表示電場的強(qiáng)弱,圖中8點位置雖然沒有畫電場線,但其所在空間區(qū)域的電場線分布仍
然能夠反映一定的疏密程度,可知,該點的電場強(qiáng)度不為0,故D錯誤。
故選C。
15.(23-24高二上.重慶黔江.階段練習(xí))如圖為真空中兩等電量點電荷A、8形成的電場中的一簇電場線,已知該電
場線關(guān)于虛線對稱,。點為48電荷連線的中點,為其連線的中垂線上對稱的兩點,則下列說法正確的是()
A.A、2可能是帶等量異號的正、負(fù)電荷
B.。點的電場強(qiáng)度為零
C.a、b兩點處無電場線,故其電場強(qiáng)度可能為零
D.同一試探電荷在小b兩點處所受電場力大小相等,方向相同
【答案】B
【詳解】AB.由于電場線關(guān)于虛線對稱,。點為A、B點電荷連線的中點,結(jié)合等量異種與等量同種點電荷電場線
的分布特征,可知A、B帶等量同種正電荷,由點電荷場強(qiáng)公式和電場疊加原理可知,。點的電場強(qiáng)度為零,故A
錯誤,B正確;
C.電場線是為了形象描述看不見、摸不著的電場而人為假想的,其分布的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱,兩點處雖然
無電場線,但其電場強(qiáng)度不為零,故c錯誤;
D.由對稱性可知,a、b兩點處電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,則同一試探電荷在。兩點處所受電場力大小相
等,方向相反,故D錯誤。
故選B?
題型六:等量的異種電荷的電場線問題
16.(23-24高二上?福建三明?期末)如圖所示,光滑絕緣豎直桿位于等量異種點電荷連線的中垂線上。一穿在桿上
的帶正電小球,沿AfO-3下滑,則桿對帶電小球作用力分析正確的是()
,,/
B
A.先變小后變大,方向水平向左B.先變小后變大,方向水平向右
C.先變大后變小,方向水平向左D.先變大后變小,方向水平向右
【答案】C
【詳解】根據(jù)等量異種電荷周圍的電場線分布知,從電場強(qiáng)度的方向不變,水平向右,電場強(qiáng)度的大
小先增大后減小.則正電小球所受電場力的大小先變大,后變小,方向水平向右,則桿對帶電小球作用力水平向左,
作用力先變大后變小。
故選C。
17.(22-23高二上?陜西渭南?期末)經(jīng)過探究,某同學(xué)發(fā)現(xiàn):點電荷和無限大的接地金屬平板間的電場(如圖甲所
示),與等量異種點電荷之間的電場分布(如圖乙所示)完全相同,圖丙中固定于。點的正點電荷4到金屬板
的距離04為LA8是以點電荷g為圓心、L為半徑的圓上的一條直徑,靜電力常量為晨則2點電場強(qiáng)度的大小
是()
M
8kqp坷10kq3kq
A.BC.D.
9Z?-工~9lT4ZF
【答案】A
【詳解】根據(jù)題意可將圖丙的電場等效為兩個等量異種點電荷的電場,點電荷電荷量的大小均為q,它們之間的距
離為2L,則B點電場強(qiáng)度的大小為
8kq
故選Ao
18.(23-24高二上?黑龍江哈爾濱.期末)如圖所示,光滑絕緣水平面上的48兩點分別固定兩個帶等量異種電荷的
點電荷M、N,。為A8的中點,CQ為A8的垂直平分線,a、c為48上關(guān)于。點對稱的兩點,b、d為CO上關(guān)于
。點對稱的兩點。則關(guān)于各點電場強(qiáng)度及、Eb、Ec、Ez及電場力,下列說法正確的是()
C;
Ma\cN
o---—?---------0
AB
D'
A.瓦、Eb、段的方向不相同
B.E。、E,兩點的電場強(qiáng)度大小相等,方向相反
C.任意改變b點在中垂線上的位置,也不可能使瓦〈瓦
D.將一點電荷由a點沿AB移動到c點,點電荷受到的庫侖力先增大后減小
【答案】C
【詳解】AB.根據(jù)等量異種電荷電場的特點可知,a、b、c、1四點的電場方向都相同,根據(jù)對稱性可知瓦、E,的
電場強(qiáng)度大小相等,故AB錯誤;
C.根據(jù)電場矢量疊加的特點可知,在中垂線上。點的位置場強(qiáng)最大,。點的電場強(qiáng)度大于O點電場強(qiáng)度,所以任
意改變6點在中垂線上的位置,也不可能使反〈瓦,故C正確;
D.根據(jù)電場矢量疊加的特點可知,在連線上,。點的場強(qiáng)最小,所以將一點電荷由。點沿AB移動到。點,點
電荷受到的庫侖力先減小后增大,故D錯誤。
故選C。
題型七:等量的同種電荷的電場線問題
19.(23-24高二上?北京順義?階段練習(xí))如圖所示,M、N為兩個等量同種電荷,在其連線的中垂線上的P點放一
靜止的負(fù)點電荷q,不計重力,下列說法中一定正確的是()
M\0N
+Q\+Q
A.點電荷在從尸到。的過程中,加速度越來越大,速度也越來
B.點電荷在從尸到。的過程中,加速度越來越小,速度越來越大
C.點電荷運(yùn)動在。點時加速度為零,速度達(dá)最大值
D.點電荷越過。點后,速度越來越小,加速度越來越大,直到點電荷速度為零
【答案】C
【詳解】AB.等量同種點電荷連線的中垂線上,其中點處的場強(qiáng)為0,而沿著中點向上或向下場強(qiáng)均是先增大后減
小,因此點電荷在從尸到。的過程中,加速度可能先變大后變小,也可能越來越小,而不管場強(qiáng)大小如何變化,從
P到。的過程中電場力對負(fù)電荷始終做正功,則其速度越來越大,故AB錯誤;
C.根據(jù)以上分析可知,。點處的場強(qiáng)為0,則點電荷在。點處所受電場力為0,加速度為0,而從P到。的過程中
電場力對負(fù)電荷始終做正功,則其速度越來越大,到達(dá)。點時速度達(dá)到最大值,故C正確;
D.根據(jù)以上分析可知,點電荷越過。點后,沿著中垂線向下場強(qiáng)先增大后減小,因此點電荷所受電場力可能先增
大后減小,則點電荷的加速度將先增大后減小,也可能所受電場力一直增大,加速度一直增大,而沿著中垂線向下
運(yùn)動的過程中電場力始終對負(fù)點電荷做負(fù)功,因此點電荷的速度越來越小,直到點電荷速度為零,故D錯誤。
故選C。
20.(23-24高二上.海南海口?階段練習(xí))如圖所示,兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上,E、尸是連線
中垂線上的兩點,。為EF、的交點,EO=OFo一帶負(fù)電的點電荷在E點由靜止釋放后()
G)E
?-
M
A.先做勻加速直線運(yùn)動,過。點后做勻減速運(yùn)動
B.在。點所受靜電力最大
C.點電荷從E到尸點的過程中,加速度先減小再增加,速度先增大后減小
D.點電荷運(yùn)動到。點時加速度為零,速度達(dá)最大值
【答案】D
【詳解】BD.等量同種點電荷的電場分布,如圖所示
由圖可知,中垂線上電場方向分別由兩電荷連線中點。向上和向下指向無窮遠(yuǎn)處,場強(qiáng)先增大后減小,連線中點。
的場強(qiáng)為0,所以帶負(fù)電的點電荷在E點由靜止釋放后向下做加速運(yùn)動,經(jīng)過。點開始做減速運(yùn)動,在。點所受靜
電力為零,加速度為零,速度達(dá)到最大,故B錯誤,D正確;
A.因點電荷從E到尸點的過程中,加速度大小和方向在變化,則不能做勻加速直線運(yùn)動和勻減速運(yùn)動,故A錯誤;
C.點電荷從E到尸點的過程中,加速度可能先增大后減小,再反向增大后減小,也可能先減小后反向增大,但速
度先增大后減小,故C錯誤。
故選D。
21.(23-24高二上.重慶渝中.期中)如圖所示,兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上,E、尸是MN連線中垂
線上的兩點,O為EF、的交點,EO=OF,一帶負(fù)電的點電荷在E點由靜止釋放后()
I
QE
I
?-——?
M;N
I
I
A.先做勻加速直線運(yùn)動,過。點后做勻減速運(yùn)動
B.在。點所受靜電力最大
C.點電荷運(yùn)動到。點時加速度為零,速度達(dá)最大值
D.點電荷從E到尸點的過程中,加速度先增大再減小,速度先增大后減小
【答案】C
【詳解】ABC.等量同種點電荷的電場分布,如圖所示
由圖可知,中垂線上電場方向分別由兩電荷連線中點。向上和向下指向無窮遠(yuǎn)處,場強(qiáng)先增大后減小,連線中點。
的場強(qiáng)為0,所以帶負(fù)電的點電荷在£點由靜止釋放后向下做加速運(yùn)動,經(jīng)過。點開始做減速運(yùn)動,在。點所受靜
電力為零,加速度為零,速度達(dá)到最大,故AB錯誤,C正確;
D.點電荷從E到尸點的過程中,加速度可能先增大后減小,再反向增大后減小,也可能先減小后反向增大,但速
度先增大后減小,故D錯誤。
故選Co
題型八:帶電體在電場的平衡問題
22.(23-24高二下?浙江?期中)在方向水平向右、大小E=lxlO,N/C的勻強(qiáng)電場中,用細(xì)線將質(zhì)量加=4xl(F3kg的帶
電小球P懸掛在。點,小球靜止時細(xì)線與豎直方向的夾角。=37。(已知5吊37。=06cos37。=0.8),下列說法正確的
是()
A.小球帶負(fù)電B.小球受到的電場力水平向左
C.小球的帶電量為5xl()iCD.小球?qū)?xì)線的拉力大小為5X1()-2N
【答案】D
【詳解】AB.受力分析如圖所示
由圖可知,電場力方向水平向右,小球帶正電,故AB錯誤;
C.由圖可知
qE=mgtan0
解得
q=3xlO-6c
故C錯誤;
D.由圖可知
F=_^
拉cose
解得
7^=5X10-2N
故D正確。
故選D。
23.(23-24高二上?浙江寧波?期末)如圖所示,傾角為6的光滑絕緣斜面固定在水平面上.為了使質(zhì)量為機(jī)、帶電
荷量為+4(4>。)的小球靜止在斜面上,可加一平行于紙面的方向可調(diào)的勻強(qiáng)電場,重力加速度為g.下列說法正確
的是()
B.電場強(qiáng)度的最小值為E=
q
C.若電場強(qiáng)度E=些,則電場強(qiáng)度方向一定豎直向上
q
D.若電場強(qiáng)度E=幽,則電場強(qiáng)度方向不一定豎直向上
q
【答案】D
【詳解】AB.當(dāng)電場力方向沿斜面向上時場強(qiáng)最小,此時
第3=利gsin。
電場強(qiáng)度的最小值為
_mgsin0
min一
q
選項AB錯誤;
CD.由圖可知,若電場強(qiáng)度
q
即
mg=qE
則電場強(qiáng)度方向不一定豎直向上,選項c錯誤,D正確。
故選D。
24.(23-24高一下?吉林通化?期末)用一根絕緣細(xì)線吊著質(zhì)量"z=0.1kg、電荷量q=+2*10-仁的小球(可視為點電
荷),小球靜止在如圖所示的勻強(qiáng)電場中,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向、細(xì)線與豎直方向的夾角均為60。,取重力加速
度大小g=10m/s2o求:
(1)細(xì)線上的拉力大小廠期
(2)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小瓦
【答案】(1)1N;(2)5xlO3N/C
【詳解】(1)對小球受力分析,如圖
豎直方向上有
F^cos60°+F^cos60°=mg
水平方向上有
F^sin60°=F*sin60°
解得
尸步尸斫1N
(2)根據(jù)電場強(qiáng)度定義式有
q
解得
E=5X103N/C
【高分演練】
一、單選題
25.(24-25高二上?山西太原)下列說法中正確的是()
A.電場中某點的電場強(qiáng)度方向即試探電荷在該點的受力方向
B.公式片=£和石=與只適用點電荷形成的電場
qr
C.根據(jù)E=*可知,電場中某點的電場強(qiáng)度與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關(guān)
q
D.在真空中以點電荷為圓心,半徑為,?的球面上,電場強(qiáng)度處處相等
【答案】C
【詳解】A.電場中某點的電場強(qiáng)度方向與正試探電荷在該點的受力方向相同,與負(fù)試探電荷在該點的受力方向相
反,故A錯誤;
B.公式E=一是電場強(qiáng)度的比值定義式,對任意電場均成立,E=N是真空中點電荷電場強(qiáng)度的決定式,只適用
qr
點電荷形成的電場,故B錯誤;
C.公式E=±是電場強(qiáng)度的比值定義式,可知,電場中某點的電場強(qiáng)度與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關(guān),
q
故c正確;
D.根據(jù)點電荷的電場分布特征可知,在真空中以點電荷為圓心,半徑為廠的球面上,電場強(qiáng)度大小處處相等,方
向不同,故D錯誤。
故選C。
26.(23-24高一下?江蘇泰州?期末)在如圖所示的電場中,各點電荷帶電量大小都是4,甲圖中的A、B為對稱點,
乙、丙兩圖的點電荷間距離都為L,虛線是兩側(cè)點電荷的中垂線,兩點電荷連線上的。、C和。、。間距離也是L,
下列說法正確的是()
A.圖甲中A、8兩點電場強(qiáng)度相同
B.圖乙和圖丙中,。點的電場強(qiáng)度大小相等
C.圖乙中C點的電場強(qiáng)度大于圖丙中。點的電場強(qiáng)度
D.乙圖中從。點沿虛線向上的電場強(qiáng)度變大,而丙圖中變小
【答案】C
【詳解】A.圖甲中A、2兩點電場強(qiáng)度大小相同,但是方向不同,選項A錯誤;
B.圖乙中。點的電場強(qiáng)度為零,而圖丙中。點的電場強(qiáng)度大小不為零,選項B錯誤;
C.圖乙中C點的電場強(qiáng)度
q40s
Ec=k^—+k
學(xué)導(dǎo)二4
圖丙中。點的電場強(qiáng)度
q_32kq
E=k—y----k
D2
(與(當(dāng)29L
圖乙中C點的電場強(qiáng)度大于圖丙中。點的電場強(qiáng)度,選項c正確;
D.乙圖中從。點沿虛線向上的電場強(qiáng)度先變大后變小,而丙圖中變小,選項D錯誤。
故選C。
27.(23-24高一下.天津河北.期末)如圖甲所示,A、8是某電場中一條電場線上的兩點,一個負(fù)電荷從A點由靜止
釋放,僅在靜電力的作用下從A點運(yùn)動到8點,其運(yùn)動的VT圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()
A.該電場線的方向是由A指向8
B.該電場一定是負(fù)點電荷形成的電場
C.A點的電場強(qiáng)度比B點的電場強(qiáng)度小
D.電荷在A點受到的靜電力大于在2點受到的靜電力
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)題意可知,負(fù)電荷所受電場力的方向由Af則該電場線的方向是由B指向A,故A錯誤;
BCD.由圖乙可知,負(fù)電荷的加速度越來越小,則負(fù)電荷所受電場力越來越小,則A點的電場強(qiáng)度比8點的電場強(qiáng)
度大,電荷在A點受到的靜電力大于在B點受到的靜電力,但只有一條電場線,該電場由何種電荷形成無法判斷,
故BC錯誤,D正確。
故選D。
28.(23-24高一下?重慶?期末)如圖所示,平面內(nèi)直線和MN垂直相交于。點,A、8關(guān)于。點對稱。M、N關(guān)
于。點對稱,C是49的中點,D是。B的中點,則下列說法正確的是()
*M
I
I
I
ot方?B
,?N
A.若將電荷量為+Q的點電荷放置在。點,則C、M、。、N四點的電場強(qiáng)度相同
B.若將電荷量為+Q和-Q的點電荷分別放置在A點和B點,則C、。兩點電場強(qiáng)度方向相反
C.若在C點和。點分別放置等量同種點電荷,一電子從。點沿直線運(yùn)動到N點的過程中所受靜電力的大小是
一直減小的
D.若在C點和。點分別放置等量正點電荷,一電子從/點由靜止釋放,電子將在/、N間做往返運(yùn)動
【答案】D
【詳解】A.若將電荷量為+Q的點電荷放置在。點則C、M、D、N四點的電場強(qiáng)度方向不同,A錯誤;
B.若將電荷量為+。和的點電荷分別放置在A點和B點,由等量異種點電荷電場中電場線分布的對稱性可知,C、
D兩點的電場強(qiáng)度大小相等,方向均由A指向B錯誤;
C.若在C點和。點分別放置等量同種的點電荷,則。點的電場強(qiáng)度是零,從。點沿CD的中垂線經(jīng)過N點到無限
遠(yuǎn)處,電場強(qiáng)度大小從零先增大,再減小到零,則電子從。點沿直線運(yùn)動到N
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