2018-2019學年高中物理 專題1.3 電場強度試題 新人教版選修3-1.doc

第3節(jié) 電場強度 一、電場1定義：存在于 周圍的特殊物質。2基本性質：對放入其中的 有力的作用，這種力叫電場力。3電荷間的相互作用力通過 發(fā)生。二、電場強度1定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的 ，簡稱場強。2定義式： 。3單位：牛/庫（N/C） 伏/米（V/m） 1 V/m=1 N/C。4方向：規(guī)定與 在該點的受力方向相同。5理解：場強反映 的性質，由 本身決定，與放入的 無關。6檢驗電荷（試探電荷）：用來檢驗電場的電量很?。ú挥绊懺妶觯w積很?。梢援斪髻|點）的電荷。7場源電荷（源電荷）：產(chǎn)生電場的電荷。三、真空中點電荷的場強1大?。?。2場強方向：正點電荷電場方向 電荷負點電荷電場方向 電荷3和的區(qū)別 適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場q是 ，但E與q無關僅對點電荷的電場適用Q是 ，E與Q成正比四、電場強度的疊加如果場源是多個點電荷，則電場中某點的電場強度為各個點電荷 在該點產(chǎn)生的電場強度的 。五、電場線1電場線是用來形象地描述 與方向特性的一簇曲線。電場線上每一點的 方向，都和該點的 方向一致。2電場線的特征（1）電場線密的地方場強 ，電場線疏的地方場強 ；（2）靜電場的電場線起于 止于負電荷，孤立的正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠處點；（3）電場線不會 ，也不會 ；（4）電場線是 ，實際電場中并不存在；（5）電場線不是 曲線，且與帶電粒子在電場中的 之間沒有必然聯(lián)系。六、幾種常見電場中的電場線的分布及特點 1正、負點電荷的電場中的電場線的分布 特點：（1）離點電荷越近，電場線越 ，場強越 ；（2）以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處 ，方向不同。2等量異種點電荷形成的電場中的電場線的分布 特點：（1）沿點電荷的連線，場強先變 后變 ；（2）兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均 ，且總與中垂面（中垂線） ；（3）在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點O等距離的各點場強 。3等量同種點電荷形成的電場中的電場線的分布 特點：（1）兩點電荷連線中點O處場強為 ；（2）兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為 ；（3）兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變 后變 。4勻強電場 特點：（1）勻強電場是大小和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是平行等距的直線；（2）電場線的疏密反映場強的大小，電場方向與電場線平行。5點電荷與帶電平板的電場中電場線的分布 特點：（1）以點電荷向平板作垂線為軸電場線左右 ；（2）電場線的分布情況類似于等量 電荷的電場線分布，而帶電平板恰為兩電荷連線的 ；（3）在帶電平板表面場強與平板 。 帶電體 電荷 電場電場強度 正電荷 電場力 電場 試探電荷 背離 指向 檢驗電荷 場源電荷單獨 矢量和電場強弱 切線 場強 大 小 正電荷 相交 相切 假想的 閉合 運動軌跡1密 大 相等 2小 大 相同 垂直 相等 3零 零 密 疏 5對稱 異種點 垂直平分線 垂直 對電場線的理解及應用1判斷電場強度的方向電場線上任意一點的切線方向即為該點電場的方向。2判斷電場力的方向正電荷的受力方向和電場線在該點切線的方向相同，負電荷的受力方向和電場線在該點切線的方向相反。3判斷電場強度的大?。ǘㄐ裕╇妶鼍€密處電場強度大，電場線疏處電場強度小，進而可判斷電荷受力大小和加速度的大小。4一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合，只有同時滿足以下三個條件時，兩者才會重合：（1）電場線為直線； （2）帶電粒子的初速度為零或速度方向與電場線平行；（3）帶電粒子僅受電場力或所受其他力的合力的方向與電場線平行?！纠}1】（2018東北三省四市高三第二次聯(lián)合模擬）如圖，一圓環(huán)上均勻分布著電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷，已知b點處的場強為零，則d點處場強為 A，水平向左B，水平向右C，水平向左D，水平向右參考答案：D試題解析：電荷量為q的點電荷在b處產(chǎn)生電場強度為，而半徑為R均勻分布著電荷量為Q的圓盤上電荷，與在a點處有一電荷量為的固定點電荷，在b點處的場強為零，則圓盤在此處產(chǎn)生電場強度也為，那么圓盤在此d產(chǎn)生電場強度則仍為，而電荷量為q的點電荷在d處產(chǎn)生電場強度為，由于都在d處產(chǎn)生電場強度方向相同，即為兩者大小相加。所以兩者這d處產(chǎn)生電場強度為，方向水平向右，故選項D正確，ABC錯誤。 1關于電場，下列敘述正確的是A對點電荷激發(fā)的電場，以點電荷為球心、r為半徑的球面上，各點的電場強度都相同B正電荷周圍的電場強度一定比負電荷周圍的電場強度大C在電場中某點放入試探電荷q，該點的電場強度為E=，取走q后，該點的電場強度不為零D試探電荷所受電場力很大，該點的電場強度也一定很大2如圖所示的四種電場中均有a、b兩點，其中a、b兩點的電場強度相同的是 A甲圖中與點電荷等距的a、b兩點B乙圖中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點C丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點D丁圖中勻強電場中的a、b兩點3（2018山東省濟南第一中學學考）在電場中某點放入正點電荷q，它受到的電場力方向向右。當放入負點電荷q時，它受到的電場力方向向左。下列說法正確的是A該點放入正電荷時，電場方向向右，放入負電荷時，電場方向向左B該點電場強度的方向向右C該點放人2q的正點電荷時，電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍D該點不放電荷時，電場強度為零4（2018天津市河西區(qū)高三三模）如圖所示，以O點為圓心的圓周上有六個等分點a、b、c、d、e、f等量正、負點電荷分別放置在a、d兩點時，在圓心O產(chǎn)生的電場強度大小為E?，F(xiàn)僅將放于a點的正點電荷改放于其他等分點上，使O點的電場強度改變，則下列判斷正確的是 A移至c點時，O點的電場強度大小仍為E，沿Oe方向B移至e點時，O點的電場強度大小為，沿Oc方向C移至b點時，O點的電場強度大小為，沿Oc方向D移至f點時，O點的電場強度大小為，沿Oe方向5（2018百校聯(lián)盟高考名師猜題金卷）如圖所示，在平面直角坐標系中有一等邊三角形OPC，O點位于坐標原點，OC與x軸重合，P點坐標為（2，），A，B分別為OP，PC的中點。坐標系處于勻強電場中，且電場方向與坐標平面平行，已知O點的電勢為6 V，A點的電勢為3 V，B點的電勢為0 V，則由此可判定 AC點的電勢為3 VB場強方向由A指向BC該勻強電場的電場強度大小為100 V/mD該勻強電場的電場強度大小為6帶電粒子從電場中的A點運動到B點，軌跡如圖中虛線所示，不計粒子所受的重力，則 A粒子帶正電B粒子的加速度增大CA點的場強大于B點的場強D粒子的速度增大7關于電場線的說法，正確的是A電場線就是電荷運動的軌跡B在靜電場中靜止釋放的點電荷，一定沿電場線運動C電場線上某點的切線方向與正電荷的運動方向相同D電場線上某點的切線方向與負電荷在該點所受電場力的方向相反8（2018湖北省華中師范大學第一附屬中學高三押題）如圖所示，16個電荷量均為+q（q>0）的小球（可視為點電荷），均勻分布在半徑為R的圓周上。若將圓周上P點的一個小球的電荷量換成2q，則圓心O點處的電場強度的大小為 ABCD9（2018廣西壯族自治區(qū)南寧市第三中學高三模擬）如圖所示，水平固定的圓環(huán)帶正電荷，且電荷均勻分布，圓環(huán)圓心為O，MN為過O點的豎直線，且OM=ON，四邊形abcd是以O為中心、MN為對稱軸的正方形，其邊長小于圓環(huán)的直徑。則下列說法正確的是 Aa、d兩點處的電場強度相同B將一試探電荷由d點沿dc邊移動到c點的過程中電場力始終不做功C若將一重力不計的負試探電荷從M點由靜止釋放，則試探電荷運動到N點時速度恰好為0D若將一重力不計的負試探電荷從M點由靜止釋放后能運動到N點，則過O點時試探電荷的加速度最大 10如圖所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q由a運動到b，電場力做正功，已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是 A若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbB若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<FbC若Q為負電荷，則q帶負電，F(xiàn)a>FbD 若Q為負電荷，則q帶負電，F(xiàn)a<Fb11（2018年浙江省湖州一中高三物理模擬）如圖所示，一質量為m、帶電荷量為q的小球用細線系住，線的一段固在O點，若在空間加上勻強電場，平衡時線與豎直方向成60o角，則電場強度的最小值為 ABCD12（2018陜西省寶雞市高三質量檢測）如圖在半徑為R的圓周上均勻分布著六個不同的點電荷，則圓心O處的場強大小和方向為 A；由O指向FB；由O指向FC；由O指向CD；由O指向C13（2018四川省攀枝花市高三第三次統(tǒng)一考試）均勻帶電的球體在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，在半球體上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球半徑為R，MN為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有A、B兩點，A、B關于O點對稱，AB=4R。已知A點的場強大小為E，則B點的場強大小為 ABCD14（2018百校聯(lián)盟高考名師猜題保溫金卷）空間內有兩個電荷量為和+q的點電荷分別固定在A、B兩點，P點和A點的連線與AB間的夾角為，P點和B點的連線與AB間的夾角為?，F(xiàn)有一個電子僅在電場力的作用下，在如圖所示的與紙面垂直且通過P點的平面內做勻速圓周運動，已知運動的半徑為r，電子質量為m，帶電荷量大小為e。則 APB與AB間的夾角為60B電子運動軌跡上的各點電勢相等C電子運動軌跡上的各點場強相同D電子運動的線速度15如圖所示，一條長為L的絕緣細線，上端固定，下端系一質量為m的帶電小球，將它置于電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中，當小球平衡時，細線與豎直方向的夾角=45。 （1）小球帶何種電荷？電荷量為多少？（2）若將小球向左拉至細線呈水平的位置，然后由靜止釋放小球，則放手后小球做什么運動？經(jīng)多長時間到達最低點？ 16（2016上海卷）國際單位制中，不是電場強度的單位是AN/C BV/mCJ/CDTm/s17（2016浙江卷）如圖所示，把A、B兩個相同的導電小球分別用長為0.10 m的絕緣細線懸掛于OA和OB兩點。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點OB移到OA點固定。兩球接觸后分開，平衡時距離為0.12 m。已測得每個小球質量是，帶電小球可視為點電荷，重力加速度，靜電力常量，則 A兩球所帶電荷量相等BA球所受的靜電力為1.0102 NCB球所帶的電荷量為 DA、B兩球連線中點處的電場強度為018（2015山東卷）直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標如圖，M、N兩點各固定一負點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為A，沿y軸正向 B，沿y軸負向C，沿y軸正向 D，沿y軸負向 C正確。E=，式中E的大小并不是由F、q來決定的，在電場中某一點放入一試探電荷q，那么q越大，F(xiàn)越大，而這一比值不變，D錯誤。2BD【解析】甲圖中a、b兩點場強大小相等，方向不同；乙圖中a、b兩點場強大小相等，方向均垂直連線中垂線向左；丙圖中a、b兩點場強大小相等，方向相反；丁圖的兩平行板間為勻強電場，場強相等。故選BD。3B【解析】規(guī)定電場強度的方向與正電荷所受的電場力方向相同，與負電荷所受的電場力方向相反；故放入正電荷和負電荷時，該點的場強均向右，故A錯誤，B正確；該點放入2q的正點電荷時，電場力變?yōu)樵瓉淼?倍，而電場強度不變，故C錯誤；場強由場源電荷決定，與試探電荷無關，不放試探電荷，電場同樣存在，故D錯誤?！久麕燑c睛】規(guī)定電場強度的方向與正電荷所受的電場力方向相同，與負電荷所受的電場力方向相反；場強由場源電荷決定，與試探電荷無關，不放試探電荷，電場同樣存在。 【點睛】點電荷在O處電場強度的疊加，滿足矢量合成的原理，并根據(jù)點電荷場強公式結合分析。5D【解析】由題意可知A點坐標為（1，），電勢為3 V，B點坐標為（3，），C點坐標為（4，0）。在勻強電場中，任意兩條平行的線段，兩點間的電勢差與其長度成正比，所以，代入數(shù)據(jù)可得：，選項A錯誤；作，如圖所示，則，即AD是一條等勢線，電場強度方向垂直于AD，選項B錯誤；由，選項C錯誤，選項D正確。 【名師點睛】解決本題的關鍵知道電場線與等勢線垂直，掌握勻強電場的電場強度大小與電勢差的關系，即E=U/d求出電場強度的大小，注意d是沿電場線方向上的距離。 【名師點睛】對于本題關鍵是根據(jù)運動軌跡來判定電場力方向，由曲線運動條件可知合力偏向曲線內側。根據(jù)電場力來確定電場力做功的正負，從而判定動能增加與否。7D【解析】電場線上某點的切線方向即為電場強度的方向，若是正電荷，電場力方向與電場強度的方向相同，而電荷運動的軌跡在電場線上，電場線必須是直線，故A錯誤；在靜電場中靜止釋放的點電荷，若電場線是直線，則電場力與電場線共線，而電場線不一定直線，故B錯誤；電場線上某點的切線方向是電場強度的方向，是正電荷所受電場力的方向，不一定是運動方向，若是從靜止開始，則一定是相同，故C錯誤；電場線上某點的切線方向與負電荷在該點所受電場力的方向相反，與正電荷在該點所受電場力的方向相同，故D正確。8A【解析】如果在P點沒換成2q之前，小球均勻分布在半徑為R的圓周上在圓心處場強為0，P點換成2q后，O點的電場強度為2q電荷和與P點對稱的+q在O點產(chǎn)生的電場的合場強，所以，故應選A。9C【解析】根據(jù)對稱性可知，a、d兩點的電場強度大小相等，方向不同，故A錯誤；將一試探電荷由d點沿dc移動到c點的過程中，只有過cd的中點時電場力與速度垂直，其他位置均不垂直，電場力并非始終不做功，B錯誤；O點電場強度為零，若一重力不計的負試探電荷從M點由靜止釋放后能運動到N點，則試探電荷先做加速運動，在O點時加速度為零，后做減速運動，由運動的對稱性可知，到達N點時速度減為0，C正確，D錯誤。10AC【解析】若Q為正電荷，帶電粒子由a點到b點電場力做正功，知該帶電粒子帶正電，由Ea>Eb，則Fa>Fb，故A正確，B錯誤；若Q為負電荷，帶電粒子由a點到b點電場力做正電，知該帶電粒子帶負點，由Ea>Eb，則Fa>Fb，故C正確，D錯誤?！久麕燑c睛】電場線的應用（1）判斷電場力的方向正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同，負電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相反；（2）判斷電場強度的大?。ǘㄐ裕╇妶鼍€密處電場強度大，電場線疏處電場強度小，進而可判斷電荷受力大小和加速度的大小。11B【解析】以小球為研究對象，對小球進行受力分析，故小球受到重力mg、繩的拉力F1、電場力F2三個力作用，根據(jù)平衡條件可知，拉力F1與電場力F2的合力必與重力mg等大反向。因為拉力F1的方向確定，F(xiàn)1與F2的合力等于mg確定；由矢量圖可知，當電場力F2垂直懸線時電場力F2=qE最小，故場強E也最小。由圖可知此時電場力qE=mgsin60；所以，所以正確的選項是B。 【名師點睛】當處于平衡狀態(tài)的物體受到三個力，一個力是恒力，第二個力方向不變，第三個力大小與方向都發(fā)生變化時可以利用矢量三角形法即圖解法求解。大小相等，且剛好在與的角平分線上，由幾何關系可知兩者這間的夾角為120，故將E1、E2合成后大小仍為方向指向F點，再將E4與E3合成，則最終O點的合場強為，方向由O指向F，故選B。 【點睛】根據(jù)點電荷的場強公式求出點電荷產(chǎn)生的場強，然后由平行四邊形定則求出各點電荷場強的合場強，然后求出O點的場強大小與方向。13B【解析】解：若將帶電荷量為2q的球面放在O處，均勻帶電的球殼在A、B點所產(chǎn)生的電場為，由題知當半球面產(chǎn)生的場強為E，則B點的場強為。解得，故選B。 【名師點睛】此題是帶電粒子在電場中的圓周運動問題，知道向心力的來源，粒子水平方向受力平衡，豎直方向兩電荷的庫侖力的合力等于向心力。15【答案】（1）正電 （2）勻加速直線運動 【解析】（1）由于小球處于平衡狀態(tài)，對小球進行受力分析，如圖所示，由此可知小球帶正電，設其電荷量為q，則FTsin =qE，F(xiàn)Tcos =mg，聯(lián)立可得：FT=mg，。（2）靜止釋放后，小球由靜止開始沿與豎直方向成=45斜向右下方做勻加速直線運動，當?shù)竭_最低點時，它經(jīng)過的位移為L，此時細線剛好拉直，由勻變速直線運動的規(guī)律可得x=at2，a=g所以t=。16C【解析】由公式可知，N/C為電場強度單位；由公式可知，V/m也是電場強度單位；由可得，故Tm/s也是電場強度單位；由公式可知，J/C是電勢差單位，故選C。17ACD【解析】兩相同的導電小球接觸后電荷量均分，故兩小球所帶電荷量相等，選項A正確；對A球進行受力分析可知，由幾何關系，兩球分斥開后，懸線與豎直方向的夾角為37，根據(jù)平行四邊形法則可得，選項B錯誤；根據(jù)庫倫定理有，解得，選項C正確；AB帶等量的同種電荷，故在A、B兩小球連續(xù)中點處的電場強度為0，選項D正確；故選ACD。