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第九章 静电场及其应用
9.3 电场 电场强度(一)
第 1 课时 电场强度
一、单选题:
1.有关电场强度的理解,下述说法正确的是( )
A.由E=可知,电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比
B.在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=,取走q后,该点场强不变
C.由E=k可知,在离点电荷很近,r接近于零时,电场强度无穷大
D.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同
答案 B
解析 电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量以及所受的电场力无关,由 E=可知,电场
强度E等于电荷q所受的电场力F与电荷量q的比值,选项A错误; 在电场中某点放入试探电荷
q,该点的场强为E=,取走q后,该点场强不变,选项B正确;在离点电荷很近,r接近于零时,
电场强度的公式E=k不再适用,选项C错误;以点电荷Q为中心的球面上各点场强大小相等,方
向不同,D错误.
2.如图所示的是在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷的电荷量跟
它所受静电力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是( )
A.A、B、C、D四点电场强度大小相等
B.A、B、C、D四点的电场强度大小关系是E >E >E >E
D A B C
C.A、B、C、D四点的电场强度大小关系是E >E >E >E
A B D C
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂D.无法确定这四个点的电场强度大小关系
【答案】 B
【解析】 题图中给出了A、B、C、D四个位置上电荷量和它所受静电力大小的变化关系,由
电场强度的定义式E=可知,F-q图象的斜率代表电场强度.斜率大的电场强度大,斜率小的电场
强度小.故选项B正确,选项A、C、D错误.
3.关于电场中某点的场强大小和方向的描述,下列说法正确的是( )
A.由E=知,若q减半,则该处电场强度为原来的2倍
B.由E=k知,E与Q成正比,与r2成反比
C.由E=k知,在以Q为球心,r为半径的球面上,各处场强均相同
D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力方向
【答案】 B
【解析】 E=为场强的定义式,而电场中某点的场强只由电场本身决定,与是否引入试探电荷 q
及q的大小、正负无关,选项A错误;E=k是点电荷Q产生的电场中各点场强的决定式,故E∝,
选项B正确;因场强为矢量,E相同意味着大小、方向都相同,而在球面上各处场强方向不同,选
项C错误;因所放电荷电性不知道,若为正电荷,则E与+q受力方向相同,否则相反,故选项D
错误.
4.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点的电场强度大小为E ,方向
A
与AB连线成60°角,B点的电场强度大小为E ,方向与AB连线成30°角。关于A、B两点电场强度大
B
小E 、E 的关系,以下结论正确的是( )
A B
❑√3 1
A.E = E B.E = E C.E =❑√3E D.E =3E
A B A B A B A B
3 3
答案D
kQ E r 2
解析由题图可知,r B = ❑√3 r A ,再由E= 可知, A = B =3,故D正确。
r2 E r 2
B A
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂5.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=90°.电
荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E;若将N点
1
处的点电荷移至P点,则O点的电场强度的大小变为E。E 与E 之比为( )
2 1 2
A.1∶ B.∶1
C.2∶ D.4∶
答案 B
解析 依题意,设M点处的点电荷为正电荷,N点处的为负电荷,则每个点电荷在O点产生的电
场强度的大小为,则当N点处的点电荷移至P点时,O点场强如图所示,合场强大小为E =E ,则
2 1
=,B正确.
6.如图所示,16个电荷量均为+q(q>0)的小球(可视为点电荷),均匀分布在半径为R的圆周上。
若将圆周上P点的一个小球的电荷量换成–2q,则圆心O点处的电场强度的大小为
A. B.
C. D.
答案:A
【解析】如果在P点没换成–2q之前,小球均匀分布在半径为R的圆周上在圆心处场强为0,P点
换成–2q后,O点的电场强度为–2q电荷和与P点对称的+q在O点产生的电场的合场强,所以
,故应选A。
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂7.AB、CD为圆的两条相互垂直的直径,圆心为O,将带电荷量分别为+q、-q的两点电荷放在圆
周上关于AB对称且相距等于圆的半径的位置,如图136所示.要使圆心处的电场强度为零,可在
圆周上再放一个带适当电荷量的点电荷,则该点电荷( )
A.可放在C点,带电荷量为-q
B.可放在D点,带电荷量为-q
C.可放在A点,带电荷量为2q
D.可放在D点,带电荷量为-2q
答案.A
[解析] 两个点电荷在O点产生的场强大小都为E=k,利用几何知识可知两个场强的方向成
120°角,根据平行四边形定则,合场强大小为E′=E=k,方向水平向右,则需要放的点电荷在O点
产生的场强大小应为k,方向水平向左,所以该点电荷若在D点,带电荷量应为+q;若在C点,
带电荷量应为-q,选项A正确,选项B、C、D错误.
1 1
8.下列选项中的各 圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各 圆环间彼此绝缘。
4 4
坐标原点O处电场强度最大的是( )
答案B
1 1
解析A.坐标原点O处电场强度是 带电圆环产生的;B.坐标原点O处电场强度是第一象限 带正电
4 4
1 1
圆环和第二象限 带负电圆环叠加产生,坐标原点O处电场强度大小大于 带电圆环产生的电场;C.
4 4
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第一象限 带正电圆环和第三象限 带正电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度是
4 4 4
1 1 1
带电圆环产生的;D.第一象限 带正电圆环和第三象限 带正电圆环产生电场相互抵消,第二象限 带
4 4 4
1
负电圆环和第四象限 带负电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度为零;由上分析知
4
坐标原点O处电场强度最大的是B。
二、多选题
9..在电场中的某点A放一试探电荷+q,它所受到的电场力大小为F,方向水平向右,则A点
的场强大小E =,方向水平向右.下列说法中正确的是( )
A
A.在A点放一个负试探电荷,A点的场强方向变为水平向左
B.在A点放一个负试探电荷,它所受的电场力方向水平向左
C.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则A点的场强变为2E
A
D.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则它所受的电场力变为2F
【答案】 BD
【解析】 E=是电场强度的定义式,某点场强大小和方向与场源电荷有关,而与放入的试探
电荷没有任何关系,故A、C错,B正确.又A点场强E 一定,放入试探电荷所受电场力大小为F
A
=qE ,当放入电荷量为2q的试探电荷时,试探电荷所受电场力应为2F,故D正确.
A
10.如图所示,在点电荷Q的电场中,以点电荷Q为圆心的圆周上有A、B、C三点,A、C两点在同一直
径上。已知A点的电场方向水平向右。下列判断正确的是( )
A.B点的电场方向水平向右
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂B.C点的电场方向水平向左
C.B、C两点的电场强度大小相等
D.B、C两点的电场强度大小不相等
答案BC
解析据题知A点的电场方向水平向右,则知点电荷Q带正电,电场线是发散状,故B点的电场方向向上,
Q
故A错误;根据点电荷电场的特点可知,C点的电场方向水平向左,故B正确;由公式E=k 分析得知,
r2
B、C两点的电场强度大小相等,故C正确,D错误。
11.如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O 和O 两点。用
A B
丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点O 移到O 点固定。两球接触后分开,平衡时距离
B A
为0.12 m。已测得每个小球质量是 ,带电小球可视为点电荷,重力加速度 ,
静电力常量 ,则
A.两球所带电荷量相等
B.A球所受的静电力为1.0×10–2 N
C.B球所带的电荷量为
D.A、B两球连线中点处的电场强度为0
答案:ACD
【解析】两相同的导电小球接触后电荷量均分,故两小球所带电荷量相等,选项A正确;对A球进
行受力分析可知,由几何关系,两球分斥开后,悬线与竖直方向的夹角为37°,根据平行四边形法
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂则可得, ,选项B错误;根据库伦定理有
,解得 ,选项C正确;AB带
等量的同种电荷,故在A、B两小球连续中点处的电场强度为0,选项D正确;故选ACD。
12.如图甲所示,直线AB是某点电荷电场中的一条电场线。图乙是放在电场线上a、b两点的电荷所
受电场力大小与电荷量间的函数图象。由此可以判定( )
A.场源可能是正电荷,位置在点A左侧
B.场源可能是正电荷,位置在点B右侧
C.场源可能是负电荷,位置在点A左侧
D.场源可能是负电荷,位置在点B右侧
答案AC
F
解析由电场强度的定义式E= 得知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,
q
说明a处的电场强度大于b处的电场强度,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置
在A侧,由于电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。故A、C正确,B、D
错误。
三、非选择题
13.在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q =-2.0×10-8 C的电荷,测出其受到
1
的静电力F 大小为4.0×10-6 N,方向如图2所示,则:
1
更多资料添加微信号:hiknow_007 淘宝搜索店铺:乐知课堂(1)B处场强多大?方向如何?
(2)如果换成一个q=+4.0×10-7 C 的电荷放在B点,其受力多大?此时B处场强多大?
2
(3)如果将B处电荷拿走,B处的场强是多大?
答案 (1)200 N/C 方向与F 方向相反
1
(2)8.0×10-5 N 200 N/C
(3)200 N/C
解析 (1)由场强公式可得E == N/C=200 N/C,因为是负电荷,所以场强方向与F 方向相反.
B 1
(2)q 在B点所受静电力F =qE =4.0×10-7×200 N=8.0×10-5 N,方向与场强方向相同,也就是与
2 2 2 B
F 方向相反.
1
此时B处场强仍为200 N/C,方向与F 方向相反.
1
(3)某点场强大小与有无试探电荷无关,故将B处电荷拿走,B点场强大小仍为200 N/C.
14.如图所示,真空中xOy平面直角坐标系中的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=2.0 m.将
带电荷量均为 q=+2.0×10-6 C 的两点电荷分别固定在 A、B 点,已知静电力常量 k=9×109
N·m2/C2,求:
(1)两点电荷间的库仑力大小;
(2)C点的电场强度的大小和方向.
答案:(1)9.0×10-3 N (2)7.8×103 N/C 沿y轴正方向
[解析] (1)根据库仑定律,两点电荷间的库仑力大小为F=k=9.0×10-3 N.
(2)两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为E=k
1
方向分别沿AC、BC方向,则合场强大小为
E=2Ecos 30°=7.8×103 N/C
1
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