1-3 电场强度

1-3电场强度
基础夯实
1．(2012·盘锦市第二中学高二检测)下列关于电场的说法正确的是()
A．电场不是客观存在的物质，是为了研究静电力而假想的
B．两电荷之间的相互作用是一对平衡力
C．电场是客观存在的物质，但不是由分子、原子等实物粒子组成的
D．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用
答案：CD
2．(2011·济南高二检测)关于电场线，下列说法中正确的是() A．电场线就是电荷运动的轨迹
B．电场中的电场线可以相交
C．电场线越密的地方场强越小
D．电场线上某点的切线方向与负试探电荷在该点所受电场力的方向相反
答案：D
解析：电场线是不闭合的曲线，它的疏密程度可以表示场强的大小，电场线越密的地方场强越大，电场线不能相交，电场线不等同于电荷运动的轨迹，故A、B、C均错。

电场线某点的切线方向与放在该点的正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反，故只有D对。

3．(2011·德兴一中、横峰中学、弋阳一中高二检测)如图所示的四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，A图中虚线是一个圆，B图中几条直线间距相等互相平行，则在图中M、N处电场强度相同的是()
答案：B
解析：电场强度是矢量，电场强度相等必定其大小相等、方向相同。

故答案为B。

4.某静电场中的电场线如图所示，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运动到N，以下说法正确的是()
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
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点的动能小于它在N点的动能
答案：ACD
解析：根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A选项正确。

由于电场线越密，场强越大，点电荷受电场力就越大，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点到N点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在N点动能
大，故D选项正确。

5．(2012·湖北黄冈模拟)如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度相同的是()
答案：C
解析：由正、负点电荷的电场强度特点及电场强度的矢量叠加可知，只有选项C正确。

6．(2012·试题调研)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。

某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面。

工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。

若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)()
答案：A
解析：根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度与受力如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如A选项中图所示。

7．一带电云层静止在某一村庄上空时，村中一气象观测者把一质量为6g，体积为5L，带有9×10－5C正电荷的氢气球释放后，气球匀速上升，则云层和地面间的电场强度大小为多少？方向如何？(ρ空气＝
1.29kg/m3，g＝10m/s2，气球体积不变，不计空气阻力)
答案：50N/C方向竖直向下
解析：气球受重力G、浮力F浮、电场力F电而平衡，气球受的重力G＝mg＝6×10－3×10N＝6×10－2N，气球受到空气的浮力F浮＝ρ空gV＝1.29×10×5×10－3N＝6.45×10－2N。

因为F浮>G，所以气球受到的电场力跟重力方向相同，大小为F电＝F浮－G＝0.45×10－
2N。

根据F
电＝Eq，所以E＝
F电
q＝
0.45×10－2
9×10－5
N/C＝50N/C。

正电荷受
力的方向跟场强方向相同。

所以云地间电场强度大小为50N/C，方向竖直向下。

能力提升
1．(2012·潍坊质检)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。

关于b点电场强度E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()
答案：D
解析：做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，选项A错误；负电荷受力的方向与该点场强方向相反，并且轨迹曲线应向力的方向弯曲，选项C错误；质点从a到c减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，选项B错误而D正确。

2．如图所示，质量为m，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为()
A．继续匀速下滑
B．将加速下滑
C．减速下滑
D ．上述三种情况都有可能发生
答案：A
3．(天津高二检测)如图，
在场强为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为( )
A.mg E
B.3mg E
C.2mg E
D.mg 2E
答案：D
解析：
由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E 的方向与细线
垂直，受力如图。

由平衡条件可得，12mg ＝qE ，q ＝mg 2E
，故D 正确。

4．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 移动，则电子所受的电场力的大小和方向变化情况是( )
A．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．先变小后变大，方向水平向左
D．先变小后变大，方向水平向右
答案：A
解析：由电场的叠加原理，等量异种电荷在中垂线上的电场强度在O点最大，离O点越远场强越小，但各点的方向是相同的，都水
平向右(如图)。

电子在中垂线上移动时，受到的电场力与场强的方向相反，即水平向左。

故正确选项是A。

5．(2011·咸宁高二检测)在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与
它的一条电场线重合，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为 2.0m 和5.0m 。

放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a 、b 所示，放在A 点的电荷带正电，放在B 点的电荷带负电。

(1)求B 点的电场强度的的大小和方向。

(2)试判断点电荷Q 的电性，并说明理由。

答案：(1)2.5N/C 沿x 轴负方向 (2)见解析
解析：(1)由图可知，B 点的电场强度
E B ＝
F q ＝14×0.1
N/C ＝2.5N/C. 因B 带负电，受力向右，所以E B 的方向指向x 轴的负方向。

同理A 点的电场强度E A ＝40N/C ，方向指向x 轴的正方向。

(2)因为A 点电荷带正电，B 点电荷带负电，二者受力方向又相同，所以点电荷Q 必须放于A 、B 两点之间，且Q 只有带负电时，才会使得A 、B 两点电荷受力均沿x 轴正方向。

6．电荷量为q ＝1×10－4C 的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图所示。

若重力加速度g 取10m/s 2，求：
(1)物块的质量m ；
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。

答案：(1)1kg (2)0.2
解析：(1)由图可知，前2s 物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE 1－μmg ＝ma ，
2s 后物体做匀速直线运动，由力的平衡条件有
qE 2＝μmg 。

联立解得q (E 1－E 2)＝ma 。

由图可得E 1＝3×104N/C ，E 2＝2×104N/C ，a ＝1m/s 2， 代入数据可得m ＝1kg 。

(2)μ＝qE 2/mg ＝2×104N/C ×1×10－4C 1kg ×10N/kg
＝0.2。