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9.3 电场 电场强度
——精剖细解细预习讲义
知识点1:电场
(1)定义:电荷在其周围产生的一种特殊物质,电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用。
(2)静电场:静止的电荷产生的电场。
(3)电场的理解
(4)电荷之间的相互作用如下图所示:
电场的概念
1.下列关于电场的说法中正确的是( )
A.电荷周围有的地方存在电场,有的地方没有电场
B.电场只能存在于真空中,不可能存在于物体中
C.电场看不见、摸不着,因此电场不是物质D.电荷间的作用是通过电场传递的
2.关于电场,下列说法中错误的是( )
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电荷间的相互作用不是通过电场而产生
C.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
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
知识点2:电场强度
(1)试探电荷和场源电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷称为试探电荷,也叫
检验电荷;激发电场的电荷称为场源电荷,也叫源电荷。
(2)定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强
度。表达式为:E= ,单位为N/C或V/m。
(3)方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
(4)真空中点电荷的电场强度表达式: E=k。
(5)物理意义:反映电场本身力的性质,定量描述电场的大小和方向,与检验电荷受到的静电力
大小没有关系。
(6)对电场强度的理解
(7)电场强度的叠加(8)场强两个公式的比较
公式 E= E=k
公式意义 电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式
意义 给出了一种量度电场强弱的方法 表明了点电荷场强大小的决定因素
适用范围 一切电场 ①真空;②点电荷
由场源电荷Q和场源电荷到该点的距
决定因素 由电场本身决定,与检验电荷q无关
离r共同决定
式中电荷的
q为检验(或试探)电荷的电荷量 Q为产生电场的点电荷的电荷量
意义
E用F与q的比值来表示,但E的大 E不仅用Q、r来表示,且E∝Q,
关系理解
小与F、q大小无关 E∝1/r2
电场力
3.电场中有一点P,P点电场强度的方向向东,一个点电荷a通过P点,下面哪种情况说明a带
负电(不计a受的重力作用)( )
A.通过P点时,a的位移向西 B.通过P点时,a的速度向西
C.通过P点时,a的加速度向西 D.通过P点时,a的动能向西
4.a、b两个点电荷在电场中受到的电场力F、F 的方向如下图所示,由图可以判断( )
a bA.a、b都带正电 B.a、b都带负电
C.a带正电、b带负电 D.a带负电、b带正电
电场强度的定义和单位
5.关于电场强度的定义式 ,下列说法中正确的是( )
A.E与F成正比,F越大E越大
B.E与q成反比,q越大E越小
C.检验电荷q的电性改变,E的方向随之改变
D.电场强度E是由电场本身的性质决定的,与F、q无关
6.下列物理量中,用来描述电场强弱的是( )
A.电场强度 B.静电力 C.电势能 D.电势
点电荷与均匀球体(球壳)周围的场强
7.如图所示实线表示某一正点电荷产生的电场线,关于该电场中的A、B两点,下列说法正确的
是( )
A.A点的电场强度小于B点的电场强度
B.A点的电场强度大于B点的电场强度
C.A点与B点的电场强度相同
D.B点的电场强度方向水平向左
8.如图是点电荷 的电场线, 、 分别表示 两点的场强大小。下列判断正确的是( )A. 是正电荷, B. 是正电荷,
C. 是负电荷, D. 是负电荷,
割补法求电场强度
9.均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
如图所示,半径为 的球体上均匀分布着正电荷,在过球心 的直线上有 、 、 三个点,
, 。若以 为直径在球内挖一球形空腔,球的体积公式为 ,则 、
两点的电场强度大小之比为( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,用粗细均匀的绝缘线制成直径为 的圆环, 为圆环的半径,圆环上均匀地分布
着正电荷,现在圆环上 处取下足够短的带电量为 的一小段,将其沿 连线向下移动 的距离
到 点处,设圆环的其他部分的带电量与电荷分布保持不变,已知静电力常量为 ,若此时在 点
放一个带电量为 的带正电的试探电荷,则该试探电荷受到的电场力大小为( )A. B. C. D.
电场强度的叠加法则
11.如图所示,A、B、C是边长为L的等边三角形三个顶点,在 A点和B点分别固定一个带电量
大小均为q的点电荷,C点电场强度为E,下列说法正确的是( )
A.若两点电荷均为正电荷,则 方向垂直 AB向下
B.若两点电荷均为正电荷,则 方向垂直AB向上
C.若A为正电荷,B为负电荷,则 方向平行于AB向左
D.若A为正电荷,B为负电荷,则 方向平行于AB向右
12.如图所示,真空中有 两点,纸面内到 两点的距离之比等于2的点的集合为图中圆
心为 、半径为 的圆, 为圆上的三点, 两点为圆与直线 的交点,显然 。在 两点分别固定两点电荷 ,点电荷 所带电荷量为 点的
电场方向恰好指向圆心 。已知真空中带电荷量为 的点电荷,在空间产生的电场中某点的电势
,式中 为该点到点电荷的距离, 为静电力常量,下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度大小为
B. 点的电场强度大小为
C. 两点之间 点的电场强度最小
D.球心为 、半径为 的球面上任意一点的电场方向均指向球心
知识点3:电场线
(1)电场线
①定义:为了形象描述电场而假想的一条条有方向的曲线。
②方向:曲线上每一点的切线的方向表示该点的电场强度的方向。
③特点:④应用:
⑤几种常见的电场线:图甲和图乙为正负点电荷的电场线,其特点为:正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向
外(内)部;离点电荷越近,电场线越密(场强越大);以点电荷为球心作一球面,则电场线处处与球
面垂直,在此球面上场强大小相等,但方向不同。
图丙为等量异种电荷的电场线,其特点为:关于中心点对称的点,场强等大同向;
两点电荷连线上,沿电场线方向场强先变小再变大,中点处场强最小;两点电荷连线的中垂线上电
场强度方向都相同,总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂线从中点到无限远处,场强一直
减小,中点处场强最大。
图丁为等量同种电荷的电场线,其特点为:关于中心点O点的对称点,场强等大反向;两点电
荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大;两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限
远,场强先变大后变小。
电场线定义及其性质
13.在如图所示的四种电场中,A和B两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示的电场线MN上有一点A,图中能正确表示A点电场强度的是(其中①沿电场线的切
线方向)( )A.① B.② C.③ D.④
正负电荷的电场线分布
15.下列正确描述正点电荷电场线的图示是( )
A. B.
C. D.
16.下列描绘一个负点电荷周围电场的电场线的图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
根据电场线疏密比较电场强弱
17.如图所示,A、B是同一条电场线上的两点,这两点电场强度的关系是( )A.E >E ,方向相同 B.E >E ,方向不同
A B A B
C.E <E ,方向相同 D.E <E ,方向不同
A B A B
18.一个负点电荷的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点, 和 分别表示A、B两点电
场强度的大小,关于 和 的大小关系,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.无法比较 和 的大小
异种等量点电荷电场线分布
19.如图所示的电场线,描绘的是两个点电荷形成的电场,则( )
A.两个点电荷都是正电荷 B.两个点电荷都是负电荷
C.左边点电荷为负,右边为正 D.左边点电荷为正,右边为负
20.下列关于等量异种电荷电场线分布图正确的是( )A. B.
C. D.
同种等量点电荷电场线分布
21.在下列四种电场中,分别有a、b两点。其中a、b两点的电势不相等但电场强度相同的是(
)
A.甲图:与点电荷等距的a、b两点
B.乙图:两等量同种电荷连线上关于中点对称的a、b两点
C.丙图:匀强电场中离上板距离不同的a、b两点
D.丁图:点电荷与带电平板形成的电场中与平板等距离的a、b两点
22.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M(下方)、N(上方)为对称线上两点。由图可知,
下列说法正确的是( )
A.M点没有电场线则场强为零
B.M点场强等于N点场强C.负电荷在M点电场力小于在N点的电场力
D.将电子从M点释放,电子将沿竖直向上方向运动
等量异种点电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像
23.如图所示为等量异种点电荷的电场线,a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线
上的点,则( )
A.b点处的电场强度最大
B.d点处的电场强度最大
C.a、b、c、d点处的电场强度方向不同
D.a、b、c、d点处的电场强度方向相同
24.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场
线,A、B为同一电场线上的两点,以下说法正确的是( )
A.A、B两点场强相同
B.两个电荷连线(直线)上的场强,连线中点场强最小
C.两个电荷连线(直线)的中垂线上任意一点场强方向相同,大小也相同
D.将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到 点
等量同种点电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像
25.如图为真空中两点电荷A,B形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称, 点为A,B
点电荷连线的中点, 为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )A.A、B可能带等量异种电荷
B.A、B可能带等量的正电荷
C. 两点处无电场线,故其电场强度为零
D.同一试探电荷在 两点处所受电场力大小相等,方向相同
26.如图所示,在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷,M、N点位于A、B连线上,O
点为A、B连线的中点,P点位于A、B连线的中垂线上。关于O、P、M、N四点电场强度E的判
断,正确的是( )
A. B. C. D.
带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
27.空间存在水平方向的匀强电场,用一条长度为0.2m的绝缘轻绳悬挂一个质量为 的
带正电小球,平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为 ,如图所示。已知小球所带的电荷量为
, ,取重力加速度大小 ,则匀强电场的电场强度大小为( )A. B.
C. D.
28.绝缘细线的下方系有一质量为 、电荷量为 的带电小球,上方悬挂于 点,若在小球所在的
位置加一电场,使带电小球静止时细线与竖直方向的夹角为 ,已知重力加速度为 。则所加电场
场强的最小值为( )
A. B. C. D.
知识点3:匀强电场
(1)定义:各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。
(2)电场线的特点:分布均匀且间隔相等的平行直线。
匀强电场
29.匀强电场中各点的电场强度( )A.大小不一定相等,方向不一定相同 B.大小一定相等,方向不一定相同
C.大小不一定相等,方向一定相同 D.大小一定相等,方向一定相同
30.如图所示,在水平匀强电场中,用一根绝缘的柔软细线悬挂一带电小球,小球静止时悬线与竖
直方向夹角为 ,下列判断正确的是( )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.增大匀强电场的电场强度,则 角减小
D.减小匀强电场的电场强度,则 角不变
匀强电场的电场线分布
31.如图为某一个匀强电场的一些电场线,将一个正点电荷q置于该电场中,下面说法正确的是(
)
A.正电荷q所受电场力方向是自上向下
B.正电荷q所受电场力方向是自右向左
C.电场线所表示的电场方向是自左向右
D.电场线所表示的电场方向是自右向左
32.如图所示的电场中,属于匀强电场的是( )
A. B. C. D.多选题
33.如图所示,在真空中一点电荷形成的电场中画一条虚线,在该虚线上 点的电场强度最大,
点的电场强度方向与虚线夹角为 ,则( )
A. 点与 点的电场强度大小之比为
B. 点与 点的电场强度大小之比为
C.点电荷一定在该条虚线上
D.点电荷一定在过 点且与该条虚线垂直的直线上
34.A、B两固定的点电荷产生的电场的电场线如图所示,O是AB连线的中点。下列说法正确的是
( )
A.A、B带同种电荷
B.A的电荷量比B的电荷量大
C.O点的场强为零
D.若将A、B接触后放回原处,则A、B间的静电力变大
35.甲、乙两固定的点电荷产生的电场的电场线如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙带同种电荷
B.甲、乙带异种电荷
C.若将甲、乙接触后放回原处,则甲、乙间的静电力变大
D.若将甲、乙接触后放回原处,则甲、乙间的静电力变小36.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,该电场线关于虚线对称,O点为
A、B点电荷连接的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B可能带等量异号的正、负电荷
B.A、B是两个带等量同种正电荷
C.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零
D.同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等,方向相反
37.如图, , 是以 为圆心、半径为 的半圆。 处分别有等量的正、负点电
荷 和 。则下列说法不正确的是( )
A.P点的电场强度方向平行于MN向右
B.O、H两点的电场强度大小关系为
C.把一个带电粒子放在O点,其受到电场力一定指向N
D.带负电的试探电荷沿OPH移动,其所受电场力大小不变
38.如图所示,a、b为两个固定的带等量电荷的正点电荷,点电荷a、b的连线与线段cd互相垂直
平分,一负点电荷由c点静止释放,如果只受电场力作用,则关于此电荷的运动,下列说法正确的
是( )A.从c到d速率先减小后增大
B.在cd间做往复运动,在关于O点对称的两点处速度大小相等
C.从c到d加速度大小一定先减小后增大
D.若在c点给负点电荷一个合适的初速度,它可以做匀速圆周运动
39.如图所示,半径为 、内壁光滑的绝缘圆轨道竖直固定,在圆心处固定了一点电荷,质量为
的带电小球静止在轨道最低点,此时轨道对小球的支持力为 ,若给小球一水平向左的初速度 ,
已知重力加速度为 ,则下列判断正确的是( )
A.小球通过轨道最高点时的速度一定大于等于
B.只要 ,小球就能做完整的圆周运动
C.若 ,小球会在 之间某位置脱离轨道
D.只要小球能做完整圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与 无关