人教物理选修31课时分层作业3 电场强度 含解析

第 3节电场强度1．英国物理学家法拉第提出电场是电荷四周存在的一种特殊物质，它对放入此中的电荷有力的作用。

F2．电场强度是矢量，定义式为E＝q。

电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。

3．电场线是为了形象描绘电场而引入的设想线，是由法拉第第一提出的。

其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。

4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。

一、电场电场强度1．电场在电荷的四周存在着由它产生的电场，它能够传达电荷间的相互作用，此中静止电荷产生的电场叫静电场。

(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特别物质，也有能量、动量。

(2)电荷之间的库仑力是经过电场发生的。

(3)电场的基天性质就是对放入此中的电荷有力的作用。

2．尝试电荷与场源电荷(1)尝试电荷：如图1-3-1 所示，带电小球q 是用来查验电场能否存在及其强弱散布情况的，称为尝试电荷，或查验电荷。

图 1-3-1(2)场源电荷：被查验的电场是电荷 Q 所激发的，电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。

3． 电场强度(1) 定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度。

F(2) 定义式： E ＝ q 。

(3) 单位：牛 /库 (N/C) ，伏 /米 (V/m) 。

1 N/C ＝ 1 V/m 。

(4) 方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。

(5) 物理意义：电场强度是描绘电场的力的性质的物理量，与尝试电荷遇到的静电力大小没关。

二、点电荷的电场电场强度的叠加1． 点电荷的电场如图 1-3-2 所示，场源电荷Q 与尝试电荷 q 相距为 r ，则它们的库仑力F ＝ kQq＝ qk Q，r 2r 2所以电荷 q 处的电场强度 E ＝ F＝ kQ。

qr 2图 1-3-2Q(1) 公式： E ＝ k r 2。

电场强度1．在电场中的某点放一个查验电荷，其电荷量为q，遇到的电场力为F，则该点的电场强度为 E＝Fq，以下说法正确的选项是()A ．若移去查验电荷，则该点的电场强度为0B．若查验电荷的电荷量变成4q，则该点的场强变成4EC．若搁置到该点的查验电荷变成－2q，则场中该点的场强盛小不变，但方向相反D．若搁置到该点的查验电荷变成－2q，则场中该点的场强盛小、方向均不变分析：选 D电场中某点场强的大小和方向由电场自己决定，与放入该点的查验电荷无关，与在该点能否放查验电荷没关，应选 D 。

2．在电场中某点，当放入正电荷时遇到的电场力方向向右；当放入负电荷时遇到的电场力方向向左，则以下说法中正确的选项是()A．当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点场强方向向左B．该点场强方向必定向右C．该点场强方向必定向左D．该点场强方向可能向右，也可能向左分析：选 B电场中某一点的电场方向取决于电场自己，其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致，与负电荷的受力方向相反，故只有 B 正确。

3．如下图是点电荷Q 四周的电场线，图中 A 到 Q 的距离小于 B 到 Q 的距离。

以下判断正确的选项是 ()A ． Q 是正电荷，B．Q 是正电荷，C．Q 是负电荷，D． Q 是负电荷，A点的电场强度大于A点的电场强度小于A点的电场强度大于A点的电场强度小于B点的电场强度B点的电场强度B点的电场强度B点的电场强度分析：选A正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大。

因此A 正确。

4．[ 多项选择 ]如下图，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B 两点，用 E A、 E B表示 A、 B 两处的电场强度，则()A ． A、B 两处的电场强度方向同样B ．因为 A 、 B 在一条电场线上，因此 E A ＝ E BC ．电场线从 A 指向 B ，因此 E A ＞ E BD ．负点电荷在 A 点所受的静电力方向与E 的方向相反分析：选 AD 由题， A 、B 两点所在的电场线是直线，A 、B 两点电场强度方向必然相同，故 A 正确； A 、 B 在一条电场线上，电场线方向由 A 指向 B ，电场线的疏密表示电场强度的相对大小，因为没法判断电场线的疏密，也就没法判断A 、B 两点电场强度的大小，故B 、C 错误。

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课时分层作业三电场强度(20分钟50分)一、选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分)1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电荷量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=,下列说法正确的是( )A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0B.若检验电荷的电荷量变为4q,则该点的场强变为4EC.若放置到该点的检验电荷变为-q,则电场中该点的场强大小、方向均不变D.若放置到该点的检验电荷变为-q,则电场中该点的场强大小不变,但方向相反【解析】选C。

该点的电场强度E=,若移去检验电荷,该点的电场强度仍为E=,故A错误。

若检验电荷的电量变为4q,检验电荷所受的电场力为4F,该点的电场强度仍为E=,故B错误;若放置到该点的检验电荷变为-q,该点的场强大小方向均不变,故C正确;若放置到该点的检验电荷变为-q,检验电荷所受的电场力为-F,该点的电场强度仍为E=,故D 错误。

2.下列各电场中,A、B两点电场强度相同的是( )【解析】选C。

A图中,A、B两点场强大小相等,方向不同;B图中A、B 两点场强的方向相同,但大小不等;C图中是匀强电场,则A、B两点场强大小、方向相同;D图中A、B两点场强大小、方向均不相同。

3.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( )A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)D.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向【解析】选B。

因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的球对称分布,而图中的电场线分布不具备这种特点,所以它不可能是负点电荷的电场,选项A错误;因电场线越密处场强越大,故由图知场强E A>E B。

《电场强度》1．(多选)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，方向水平向右．下列说法中正确的是向右，则A点的场强大小E A＝Fq() 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 AD．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【解析】E＝Fq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 A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，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．【答案】BD2．(多选)把质量为m的正点电荷q在电场中由静止释放，在它运动的过程中如果不计重力，下述说法正确的是()A．点电荷的运动轨迹必与电场线重合B．点电荷的速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致【解析】把正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，点电荷将沿电场线方向运动，如果电场线为曲线，点电荷一定不沿电场线方向运动，(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，A不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外)，B不正确；而正点电荷的加速度方向，也即点电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，所以C，D正确．故正确答案为C、D.【答案】CD3．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下静止开始从A 点沿电场线运动到B点，加速度变小．则这一电场可能是图中的()【解析】由题可知加速度减小，所以带电粒子所受的电场力逐渐减小，即电场线越来越稀疏，所以AD错误；且带电粒子仅在电场力作用下，据场强方向的规定可知，负电荷的运动轨迹与电场线的方向相反，故ABD错误，C正确．【答案】 C4．(多选)如图1－3－7中带箭头的实线表示某个电场的电场线，实线间距相等且相互平行，一个带电离子从P处飞入这个电场，以下说法中正确的是()图1－3－7A．离子受的电场力方向一定向右B．离子受的电场力大小、方向都不变C．离子肯定向右偏转D．离子一定做匀变速运动【解析】由于不知电荷正负，所以不确定受力方向，A错，匀强电场中F＝Eq不变，合力不变，B、D正确，受力方向不确定，不能确定偏转方向，C错．【答案】BD5．(多选)如图1－3－8所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用E a、E b分别表示a、b两点的场强大小，则()图1－3－8A．a、b两点场强方向相同B．电场线从a指向b，所以E a＞E bC．电场线是直线，所以E a＝E bD．不知a、b附近的电场线分布，E a、E b大小不能确定【解析】由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a＞E b；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E a＜E b；若此电场线是匀强电场中的，则有E a ＝E b ；若此电场线是等量异种点电荷电场中的那一条直的电场线，则E a 和E b 的关系不能确定．故正确选项为A 、D.【答案】 AD6．如图1－3－9所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做( )图1－3－9A ．自由落体运动B ．曲线运动C ．沿着悬线的延长线做匀加速直线运动D ．变加速直线运动【解析】 烧断前，小球受三个力而平衡，线的拉力与重力和电场力的合力等大反向，烧断线后，拉力消失，而另外两个力不变，合力与拉力方向相反，则小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动．故C 正确．【答案】 C7．(多选)真空中距点电荷(电量为Q )为r 的A 点处，放一个带电量为q (q ≪Q )的点电荷，q 受到的电场力大小为F ，则A 点的场强为( )A ．F /QB ．F /qC ．k q r2D ．k Q r2【解析】 由电场强度的定义可知A 点场强为E ＝F /q ，又由库仑定律知F ＝kQqr 2，代入后得E ＝k Qr2，B 、D 对，A 、C 错．【答案】 BD8. (2015·济南高二第一次调研)如图1－3－10所示，M 、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P 点放一静止的点电荷q (负电荷)，不计重力，下列说法中正确的是( )图1－3－10A ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C ．点电荷运动在O 点时加速度为零，速度达最大值D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 【解析】 由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O 点场强为零，从O 点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强先增大后减小，所以点电荷在从P 到O 的过程中，加速度可能先增大后减小，选项A 、B 错；但负电荷所受M 、N 点点电荷库仑力的合力方向竖直向下，到O 点一直加速，选项C 对；同理点电荷越过O 点后，速度越来越小，但加速度先增大后减小，选项D 错．【答案】 C[超越自我·提升练]9．如图1－3－11所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )图1－3－11A ．k q 9d 2＋k qd 2B ．k q 9d 2－k qd 2C ．0D ．k q d2【解析】 点电荷在a 点产生的场强大小E ＝k qd 2，方向向左，由题意，带电薄板在a点产生的场强大小E ＝k q d 2，方向向右．根据对称性，带电薄板在b 点产生的场强大小E ＝k qd 2，方向向左，点电荷在b 点产生的场强大小E ＝k q9d 2，方向向左，根据场强的叠加原理，可知A 正确．【答案】 A10．两带电荷量分别为q 和－q 的点电荷放在x 轴上，相距为L ，能正确反映两电荷连线上场强大小E 与x 关系的是图( )【解析】 设q 、－q 间某点到q 的距离为x ，则到－q 的距离为L －x ，则该点的合场强E ＝kq x2＋kq L －x 2＝kq ·2x 2－2Lx ＋L 2x 2L －x 2＝kq ·2x －L 22＋L 22x 2L －x 2，由上式看出当x ＝L2时，合场强有最小值E min ＝8kqL 2＞0，所以A 项正确． 【答案】 A11．光滑绝缘水平面上的带电小球A 、B 的质量分别为m 1＝2 g ，m 2＝1 g ，它们的电荷量相等，q 1＝q 2＝10－7 C ，A 球带正电，B 球带负电．现在水平恒力F 1向右作用于A 球，这时，A 、B 一起向右运动，且保持距离d ＝0.1 m 不变，如图1－3－12所示．试问：F 1多大？它们如何运动？图1－3－12【解析】 A 、B 运动时距离保持不变，说明二者速度、加速度均相等．对于B ，水平方向只受A 的静电力F 2，则a B ＝F 2m 2＝k q 1q 2d 2m 2＝9×109×10－7×10－70.12×1×10－3m/s 2＝9 m/s 2.且a A ＝a B ＝9 m/s 2，由于加速度恒定，故小球向右做匀加速直线运动．选A 、B 整体为研究对象，静电力为系统内力，则F 1＝(m 1＋m 2)a ＝3×10－3×9 N ＝2.7×10－2 N.【答案】 2.7×10－2 N 做匀加速直线运动12．如图1－3－13所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E ，有一质量为m 、带电荷量为＋q 的物体以初速度v 0从A 端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数．图1－3－13【解析】 物体受力情况如下图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上：F f ＋mg sin θ＝qE cos θ① 垂直斜面方向上： mg cos θ＋qE sin θ＝F N ② 其中F f ＝μF N ③ 由①②③得： μ＝qE cos θ－mg sin θmg cos θ＋qE sin θ【答案】 μ＝qE cos θ－mg sin θmg cos θ＋qE sin θ。

课时分层作业(三)电场电场强度和电场线[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．一个负点电荷的电场线分布如图1-3-10所示，A、B是电场中的两点，E A和E B分别表示A、B两点电场强度的大小，关于E A和E B的大小关系，下列说法正确的是()A．E A＞E BB．E A＝E BC．E A＜E BD．无法比较E A和E B的大小图1-3-10A[电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于A点的电场线密，所以A、B两点电场强度的大小关系为E A>E B，故A正确，B、C、D错误．]2．在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图1-3-11所示，则此三点的场强大小E A、E B、E C的关系是()【导学号：12602022】A．E A＞E B＞E CB．E B＞E A＞E CC．E C＞E A＞E BD．E A＞E C＞E B图1-3-11C[根据F＝Eq可知，F-q图线的斜率等于电场强度，由图线可知C的斜率最大，B的斜率最小，此三点的场强大小E A、E B、E C的关系是E C＞E A＞E B，故选项C正确．]3．如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是()C[电场强度是矢量，若两点的电场强度相同，必须是大小相等，方向相同．故只有C正确．]4．一带负电荷的质点，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) ()A B C DD[因为质点的速率是递减的，因此电场力的方向与速度方向的夹角应大于90°，又质点所带的电荷是负电荷，场强方向应与质点受到的电场力方向相反，故选项D正确．]5．如图1-3-12所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则()【导学号：12602023】A．q1＝2q2B．q1＝－2q2C．q1＝4q2D．q1＝－4q2图1-3-12C[因为在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，则两电荷为同种电荷，则由点电荷的场强公式可知k q1(2r)2＝kq2r2，解得q1＝4q2，故选项C正确．]6．如图1-3-13所示，N (N >5)个小球均匀分布在半径为r 的圆周上，圆周上P 点的一个小球所带电荷量为－2q ，其余小球带电荷量均为＋q ，圆心处的电场强度大小为E .若仅撤去P 点的带电小球，圆心处的电场强度大小为 ( )A.EB.E 2C.E 3D.E 4图1-3-13C [假设圆周上均匀分布的都是电荷量为＋q 的小球，由于圆周的对称性，圆心处场强为0，则知P 点处＋q 在圆心处产生的场强大小为E 1＝k q r 2，方向水平向左，可知图中所有＋q 在圆心处产生的合场强E 2＝E 1＝k q r 2，方向水平向右，图中－2q在圆心处产生的场强大小E 3＝k 2q r 2，方向水平向右．根据电场的叠加有：E 2＋E 3＝E ，则得k q r 2＝E 3，所以若仅撤去P 点的带电小球，圆心处的电场强度大小为E 3.故选C.]二、非选择题(14分)7.如图1-3-14所示，真空中带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距r .求：(1)两点电荷连线的中点O 的场强的大小和方向；(2)在两电荷连线的中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强大小和方向．图1-3-14[解析] (1)如图甲所示，A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同，由A →B .A 、B 两点电荷在O 点产生的电场强度为E A ＝E B ＝kQ (r 2)2＝4kQ r 2，故O 点的合场强为E 0＝2E A ＝8kQ r 2，方向由A →B .甲 乙(2)如图乙所示，E A ′＝E B ′＝kQ r 2，由矢量图所形成的等边三角形可知，O ′点的合场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQ r 2，方向与AB 的中垂线垂直指向右方，即E O ′与E O 同向．[答案] (1)8kQ r 2 方向由A →B (2)kQ r 2 方向与E O 同向[能力提升练](时间：25分钟 分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图1-3-15所示，金属板带电量为＋Q ，质量为m 的金属小球带电量为＋q ，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上，且距离为L .下列说法正确的是( )【导学号：12602024】图1-3-15A ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝kQ L 2B ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝mg tan αqC ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2D ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝mg tan αQBC [金属板不能看作点电荷，在小球处产生的场强不能用E ＝kQ r 2计算，故A 错误；根据小球处于平衡得小球受电场力F ＝mg tan α，由E ＝F q 得：E 1＝mg tan αq ，B 正确；小球可看作点电荷，在O 点产生的场强E 2＝kq L 2，C 正确；根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F＝mg tan α，但金属板不能看作试探电荷，故不能用E＝FQ求场强，D错误．]2．(多选)如图1-3-16甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B 为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图1-3-16乙所示，则下列叙述正确的是()图1-3-16A．电场线方向由A指向BB．场强大小E A>E BC．Q在A的左侧且为负电荷D．Q可能为负电荷，也可能为正电荷BC[由于A到B的过程中速度增加，根据动能定理可知，电场力对负电荷做正功，所以电场线的方向由B指向A，A错误；由图乙可知，电荷做加速度减小的加速运动，所以由A运动到B的过程中，由牛顿第二定律可知，电场力在减小，由F＝Eq知，E在减小，所以E A>E B，B正确；由以上分析知Q在A的左侧且为负电荷，C正确，D错误．]3．如图1-3-17所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称．要使圆心O 处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个带适当电荷量的正点电荷＋Q，则该点电荷＋Q应放在()【导学号：12602025】A．A点B．B点C．C点D．D点图1-3-17D[由电场的叠加原理和对称性可知，＋q、－q在O点的合场强方向应沿OD 方向，要使O点的合场强为零，放上的电荷＋Q在O点的场强方向应与＋q、－q 在O 点的合场强方向相反，所以D 正确．]4．如图1-3-18，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 2图1-3-18B [根据题述b 点处的场强为零，可知a 点处电荷量为q 的固定点电荷在b 点产生的电场的场强与圆盘在b 点产生的电场的场强大小相等、方向相反，即圆盘在b 点产生的电场的场强大小E Q ＝k q R 2，根据对称性和电场叠加原理，d 点处的场强大小E ＝k q (3R )2＋E Q ＝k 10q 9R 2，选项B 正确．] 二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(15分)在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q 放在d 点恰好平衡(如图1-3-19所示)．(1)匀强电场场强E 的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？【导学号：12602026】图1-3-19[解析] (1)对试探电荷进行受力分析如图所示，由题意可知：F 1＝k Qq r 2，F 2＝qE由于F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r 2，匀强电场方向沿db 方向．(2)试探电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r 2所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2方向与ac 成45°角斜向下．(3)试探电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r 2所以F b ＝qE b ＝2k Qq r 2，方向沿db 方向．[答案] (1)k Q r 2 方向沿db 方向 (2) 2k Qq r 2 方向与ac 方向成45°角斜向下(3)2k Qq r 2 方向沿db 方向6．(11分)如图1-3-20所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E ，有一质量为m 、带电荷量为＋q 的物体，以初速度v 0从A 端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数．图1-3-20[解析] 物体受力情况如图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上：f ＋mg sin θ＝qE cos θ①垂直斜面方向上：mg cos θ＋qE sin θ＝N ②其中f ＝μN ③由①②③解得：μ＝qE cos θ－mg sin θmg cos θ＋qE sin θ. [答案]qE cos θ－mg sin θmg cos θ＋qE sin θ精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

姓名，年级：时间：第一章第3节电场强度「基础达标练」1．下列关于电场线的说法正确的是( )A．电场中任何两条电场线都可以相交B．沿电场线的方向，电场强度逐渐减小C．电场线越密的地方电场强度越大D．电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹解析：选C 电场线是为了形象的描述电场的强弱和方向而假想的曲线，是不相交的，A选项错误；电场线的疏密程度表示场强的强弱，沿电场线的方向场强大小可能增大，也可能不变，B选项错误;电场线越密的地方场强越大,C选项正确；电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹，D选项错误．2．关于电场强度的公式E＝错误!，下列说法正确的是( ）A．由公式可知，电场强度与试探电荷所带电量成反比B．此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场C．此公式为电场强度的定义式，可以适用于各种电场D．公式中q是产生电场的电荷的带电量，F是试探电荷所受到的力解析：选C 公式E＝错误!是电场强度的定义式，适用于任何电荷产生的电场，故B错,C 对;电场中某点的电场强度只与电场自身因素有关，与试探电荷的带电量无关，A错；公式中q 是试探电荷的带电量，F是试探电荷所受到的力，D错．3．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向．如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线,A、B是电场中的两点，则（）A．E A〈E B，方向不同B．E A<E B，方向相同C．E A〉E B，方向不同 D．E A〉E B，方向相同解析：选C 根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知A处电场线比B处密，因此E A〉E B。

电场强度的方向为电场线上该点的切线方向，可知，A、B两点的场强方向不同，故A、B、D错误,C正确．4．一带负电荷的质点，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）（）解析：选D 根据曲线运动的规律可知，受力指向轨迹的内侧,由于质点带负电，速率是递减的,故电场方向可能沿竖直方向向上，D选项正确．5．如图是表示在同一点电荷电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是（）A．这个电场是匀强电场B．a、b、c、d四点的场强大小关系是E a〉E b>E c>E dC．a、b、c、d四点的场强方向相同D．a、b、c、d四点一定在同一直线上解析：选D 由F q图象的斜率大小等于场强的大小得知，四点的场强大小关系是E a>E c〉E b〉E d.所以此电场是非匀强电场，故A、B错误；由F q图象的斜率正负反映场强的方向得知，a、b、d三条直线的斜率均为正值，说明三点的场强方向均为正方向，方向相同，而c图线的斜率是负值,说明c点的场强方向为负方向，故C错误；因力分别沿正方向和反方向，则说明四点一定在同一直线上,故D正确,故选D.6．在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 N/C，已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3。

电场强度 水平测试（60分钟 100分）一、（不定项选择题，共12小题，60分）1．关于电场，下列叙述正确的是( )A ．以点电荷为圆心、r 为半径的球面上，各点的场强都相同B ．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C ．在电场中某点放入试探电荷q ，该点的场强为E ＝F /q ，取走q 后，该点场强不为零D ．电荷所受静电力很大，该点的电场强度一定很大2.在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为q ，受到的静电力为F ，则该点的电场强度为E ＝Fq ，下列说法正确的是( )A ．若移去试探电荷，则该点的电场强度为0B ．若试探电荷的电荷量变为4q ，则该点的场强变为4EC ．若放置到该点的试探电荷变为－2q ，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D ．若放置到该点的试探电荷变为－2q ，则场中该点的场强大小、方向均不变 3．关于电场强度，下列说法中正确的是( )A ．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零B ．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力的大小C ．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D ．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向 4．对电场强度公式E ＝kQr2有几种不同理解，其中正确的是( )A ．只要带电体电量为Q ，在距离r 处激发的电场都能用此公式计算场强EB ．以点电荷Q 为中心、r 为半径的球面上各处的场强E 相同C ．当离点电荷距离r →0时，场强E →∞D ．当离点电荷距离r →∞时，场强E →0 5．下列关于电场强度的说法中，正确的是( ) A ．公式E ＝Fq只适用于真空中点电荷产生的电场B ．由公式E ＝Fq 可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C ．在公式F ＝k Q 1Q 2r 2中，k Q 2r 2是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；而k Q 1r 2是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小D ．由公式E ＝kQr2可知，在离点电荷非常近的地方(r →0)，电场强度E 可达无穷大6．已知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R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在过球心O 的直线上有A 、B 两个点，O 和B 、B 和A 间的距离均为R .现以OB 为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k ，球的体积公式为V ＝43πr 3，则A 点处场强的大小为( )A ．5kQ36R 2B ．7kQ 36R 2C ．7kQ 32R 2D ．3kQ 16R 27．如下图所示，a 、b 、c 、d 四个点在一条直线上，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处固定有一电荷量为Q 的正点电荷，在d 点处固定有另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b 点处的场强为零，则c 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．0B ．k 15Q 4R2C ．k Q 4R 2D ．k Q R28．在点电荷Q 产生的电场中有a 、b 两点，相距为d ，已知a 点的场强大小为E ，方向与ab 连线成30°角，b 点的场强方向与ab 连线成120°角，如下图所示，则点电荷Q 的电性和b 点的场强大小为( )A ．正电、E3B ．负电、E3C ．正电、3ED ．负电、3E9．图中表示的是下列哪种情况的电场线( )A ．等量同种负电荷B ．等量同种正电荷C ．等量异种电荷D ．不等量异种电荷10．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A 、B 两点，用E A 、E B 表示A 、B 两处的场强大小，则( )A ．A 、B 两点的场强方向相同 B ．电场线从A 指向B ，所以E A >E BC ．A 、B 同在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A ＝E BD ．不知A 、B 附近的电场线分布状况，不能确定E A 、E B 的大小11.一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则( ) A ．粒子带正电荷B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零12．如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图象如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由B指向A B．场强大小E A>E BC．Q可能为负电荷，也可能为正电荷D．Q在A的左侧且为负电荷二、（计算题，共4小题，40分）13．（10分）如图甲所示，一个点电荷Q位于坐标轴Ox上某一点，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m．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的电荷量关系图象如图乙中直线a、b所示，放在A点的试探电荷带正电，放在B点的试探电荷带负电．求：(1)B点的电场强度的大小和方向；(2)试判断电荷Q的电性，并说明理由；(3)点电荷Q的位置坐标．14.（10分）如图所示，用30 cm的细线将质量为m＝4×10－3kg的带电小球P悬挂在O点正下方，当空中有方向为水平向右，大小为E＝2×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态．(g取10 m/s2)(1)分析小球带何种电荷？(2)求小球带电量q；(3)求剪断细线后带电小球的加速度A．15．（10分）如下图所示，在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直且过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡时：(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在点c时，受力F c的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在点b时，受力F b的大小、方向如何？16.（10分）如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求：(1)原来的电场强度为多大？ (2)物块运动的加速度大小？(3)沿斜面下滑距离为l 时物块的速度．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s 2)答案及解析1.解析：场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q为圆心、半径为r的球面上，场强的大小E＝kQ/r2，但方向不同，故A错误；在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，试探电荷q放到被考查点，q所受的电场力为F，那么E ＝F/q.由此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有什么关系，故B也错误；电场强度E是电场的性质，试探电荷是用来体现这一性质的“工具”，就像用温度计测量水的温度一样，温度计插入水中，水的温度就由温度计显示出来，取走温度计，水的温度仍然如此，不会消失，故C正确；在公式E＝F/q中，E的大小并不是由F、q来决定的．在电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而F/q这一比值将不变，故D错误．答案：C2.答案 D解析 电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的试探电荷无关，也与在该点是否放试探电荷无关，故选D.3.解析：电场强度与放入电场中试探电荷无关，在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度不一定为零，A 选项错误；根据电场强度的定义式E ＝Fq ，电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力的大小，B 选项正确；正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向，负电荷在电场中某点所受电场力的方向与这点电场强度的方向相反，C 选项正确，D 选项错误．答案：BC4.解析：电场强度公式E ＝kQr 2适用于点电荷形成的电场，对于不能看作点电荷的带电体，本公式不再适用，故A 选项错误；电场强度是矢量，点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强E 大小相等，方向不同，故B 选项错误；当离点电荷距离r →0时，此时带电体不能看作点电荷，公式不成立，故C 选项错误；当离点电荷距离r →∞时，根据公式可得场强E →0，故D 选项正确．答案：D5.解析：E ＝Fq 是场强的定义式，适用于任何电场．E 由电场本身决定，与试探电荷所受电场力无关，A 、B 均错；对C 选项Q 1所受电场力E 1Q 1＝kQ 1Q 2r 2，E 1＝kQ 2r 2，E 1为Q 2在Q 1处产生的场强大小；Q 2所受电场力E 2Q 2＝kQ 1Q 2r 2，E 2＝kQ 1r 2，E 2为Q 1在Q 2处产生的场强大小，C 正确；E ＝kQr 2适用于真空中的点电荷，D错误．答案：C6.解析：把球形空腔补全，掌握均匀带电球体在A 处产生的电场强度为E 1＝k Q4R 2，把球形空腔看作均匀带电体，在A 处产生的电场强度为E 2＝k 4Q9R 2，根据叠加原理可知，图示的带电体在A 处产生的电场强度大小为E ＝E 1－E 2＝7kQ36R 2，故B 选项正确． 答案：B 7.答案 B解析 据题可知，b 点处的场强为零，说明a 处和d 处的两个点电荷在b 处产生的场强大小相等、方向相反，则有：k QR 2＝k Q ′(2R )2，得 Q ′＝4Q ，电性与Q 相同． 则Q 在c 点产生的场强大小 E 1＝k Q (2R )2＝k Q 4R 2，方向向右；Q ′在c 点产生的场强大小E 2＝k Q ′R 2＝k 4Q R 2，方向向左；故c 点处场强的大小为 E ＝E 2－E 1＝k 15Q 4R 2.8.答案 D解析 将场强E 、E b 延长，交点即为点电荷Q 所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q ，则知该点电荷带负电．根据几何知识解得，a 点到Q 点的距离 r a ＝2d cos 30°＝ 3d ，b 点到Q 点的距离r b ＝d ，a 、b 两点到点电荷Q 的距离之比 r a ∶r b ＝ 3∶1.由公式E ＝k Qr2，得：A 、B 两点场强大小的比值E ∶E b ＝1∶3，即E b ＝3E ，故A 、B 、C 错误，D 正确．9.解析：图中电场线对称分布，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，为等量同种正电荷，故B 选项正确．答案：B10.解析：根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向．因题中的电场线是直线，所以A 、B 两点的场强方向相同，都沿着电场线向右．电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A 、B 附近电场线的分布情况，所以无法确定是E A >E B 、E A <E B 还是E A ＝E B ．例如，如果该电场线是正点电荷电场中的一条，则E A >E B ；如果是负点电荷电场中的一条电场线，则E A <E B ；如果是带电平行板间的一条电场线，则E A ＝E B ．答案：AD11.解析：带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧，则静电力方向向左，粒子带负电荷．根据E A >E B ，知B 项正确，粒子从A 到B 受到的静电力为阻力，C 、D 项正确．答案：BCD12.解析：根据速度—时间图象分析，电子做加速度减小的加速运动，所以电场力向右，电场线方向向左，A 对；加速度减小，电场力减小，场强减小，B 对；根据点电荷电场特点，Q 只能在A 的左侧且为负电荷，D 对．答案：ABD13.解析：(1)由B 点场强的定义式，结合所给图象，可知A 、B 两点场强大小即为a 、b 直线的斜率，可求得E A ＝40 N /C ，E B ＝2.5 N/C ，B 点场强方向与试探电荷所受电场力方向相反，即沿x 轴负方向．(2)因为A 、B 两点的试探电荷电性相反，而受到的电场力方向是同方向的，说明场源电荷Q 一定在A 、B 两点之间，而A 点处正试探电荷受力方向沿x 轴正方向，说明该点场强沿x 轴正方向，因而场源电荷Q 应带负电荷．(3)设Q 离A 点距离为r A ，有E A ＝k Qr A2，E B ＝k Q (3－r A )2，E A E B＝(3－r A )2r A 2＝402.5，解得r A ＝0.6 m ．所以Q 的位置坐标为 x ＝x A ＋r A ＝2.6 m.答案：(1)2.5 N/C 沿x 轴负方向 (2)带负电 理由见解析 (3)x ＝2.6 m14.解析：(1)小球受到水平向右的电场力作用，处于静止状态，匀强电场的场强水平向右，则小球带正电．(2)分析小球的受力，受重力、电场力和绳子拉力，qE ＝mg tan37°，带电量q ＝mg tan37°E ＝1.5×10－6 C ．(3)重力和电场力的合力，F 合＝mgcos37°＝0.05 N ，剪断细线后带电小球的加速度，a ＝F 合m ＝12.5 m/s 2.答案：(1)小球带正电 (2)1.5×10－6 C (3)12.5 m/s 2答案 (1)k Qr2 方向沿db 方向(2)2k Qq r 2 方向与ac 方向成45°角斜向下 (3)2k Qq r 2 方向沿db 方向 15.解析 (1)对试探电荷进行受力分析如图所示，由题意可知：F 1＝k Qq r 2，F 2＝qE由于F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r 2， 正电荷所受静电力方向与场强方向相同，故匀强电场方向沿db 方向．(2)试探电荷放在c 点：E c ＝E 12＋E 2＝2E ＝2k Q r 2 所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2，方向与ac 方向成45°角斜向下． (3)试探电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r 2 所以F b ＝qE b ＝2k Qq r 2，方向沿db 方向． 16.解析：(1)对小物块受力分析如图所示，物块静止于斜面上，则mg sin37°＝qE cos37°，E ＝mg tan37°q. (2)当场强变为原来的12时，小物块所受的合外力 F 合＝mg sin37°－12qE cos37°＝12mg sin37°. 又F 合＝ma ，所以a ＝3 m/s 2，方向沿斜面向下，(3)由动能定理得F 合·l ＝12m v 2－0 所以12mg sin37°·l ＝12m v 2，所以v ＝6l . 答案：(1)mg tan37°q(2)3 m/s 2，方向沿斜面向下 (3)6l。

课时分层作业(三) 电场 电场强度(时间：40分钟 分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分) 1．关于电场强度，下列说法正确的是( )A ．在以点电荷为球心、r 为半径的球面上，各点的电场强度都相同B ．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C ．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右D ．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大C [电场强度是矢量，在以点电荷为球心、r 为半径的球面上，各点的电场强度的大小是相同的，但是方向不同，所以不能说电场强度相同，选项A 错误；判定场强大小的方法是在该处放置一试探电荷，根据E ＝F q来比较，与产生电场的场源电荷的正负没有关系，选项B 错误；电场强度的方向与试探电荷无关，选项C 正确；虽然电场强度的大小可以用E ＝F q来计算，但E ＝F q并不是电场强度的决定式，电场中某点的电场强度大小是一个定值，与所放入的试探电荷及电荷的受力情况无关，选项D 错误。

]2．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。

如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，A 、B 是电场中的两点，则( )A ．E A ＜EB ，方向不同 B ．E A ＜E B ，方向相同C ．E A ＞E B ，方向不同D ．E A ＞E B ，方向相同C [根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知E A ＞E B 。

电场强度的方向为电场线上该点的切线方向，可知，A 、B 两点的场强方向不同，故选项C 正确，A 、B 、D 均错误。

]3.(多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。

若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子( )A ．电性与场源电荷的电性相同B ．在a 、b 两点所受电场力大小F a >F bC ．在a 、b 两点的速度大小v a >v bD ．在a 、b 两点的动能E k a <E k bBC [根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向运动轨迹曲线弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反，选项A 错误；a 点电场线比b 点密，所以a 点场强较大，带电粒子在a 点所受电场力较大，选项B 正确；假设带电粒子由a 点运动到b 点，所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于90°，电场力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即E k a >E k b ，v a >v b ，同理可分析带电粒子由b 点运动到a 点时也有E k a >E kb ，v a >v b ，故选项C 正确，D 错误。

电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．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 A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )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解析：E＝Fq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 A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，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．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)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)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，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＝60°.电荷量相等、符号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E1；若将N点处的点电荷移至P 点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充． 解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。

人教版选修3-1第一章静电场第3节电场强度电场线典型例题深度分析学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．电场强度的定义式为E =F q（ ） A ．该定义式只适用于点电荷产生的电场B ．F 是检验电荷所受到的力，q 是检验电荷的电量C ．场强的方向与F 的方向相同D ．由该定义式可知，场中某点场强大小与该点电荷所受的电场力的大小成正比 2．真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q ，相距为r ，两点电荷连线中点处的电场强度的大小为( )A ．0B ．22kq rC ．24kq rD ．28kq r3．关于场强E ，下面说法正确的是 （ ）A ．电场中某点的场强方向与放入该点的电荷所受电场力的方向相同B ．电场中某点的场强大小与放入该点的电荷的电量成正比C ．两个等量异种点电荷产生的电场中，在两点电荷连线中点处场强最大D ．两个等量同种点电荷产生的电场中，两点电荷连线中点处的的场强为零 4．关于电场线的说法，正确的是( )A ．电场线的切线的方向，就是电荷受力的方向B ．正电荷只在静电力作用下一定沿电场线运动C ．同一电场中电场线越密的地方，同一电荷所受静电力越大D ．静电场的电场线可能是闭合的5．如图所示，AB 是点电荷电场中的一根电场线，在线上O 点放一个自由的负电荷后，它将沿电场线向B 运动，则下列判断中正确的是（ ）A ．电场线方向由B 指向A ，该电荷受到的电场力越来越小．B ．电场线方向由B 指向A ，该电荷受到的电场力大小变化无法确定．C ．电场线方向由A 指向B ，该电荷受到的电场力大小不变．D ．电场线方向由B 指向A ，该电荷受到的电场力越来越大．二、多选题6．一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F，该点场强大小为E，则下面能正确反映这三者关系的是( )A．B．C．D．7．真空中距点电荷Q为r的A点处，放一个点电荷q(q<<Q)，q受到的静电斥力大小为F，则A点的电场强度的大小为（）A．E=Fq B．E=FQC．F=k qr2D．F=k Qr28．下面关于电场线的说法，其中正确的是（）A．在静电场中释放的点电荷，在电场力作用下一定沿电场线运动B．电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同C．电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同D．电场线是从正电荷出发到负电荷中止9．关于电场线的下列说法中正确的是（）A．电场线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致．B．电场线就是电荷在电场中的轨迹线．C．在电场中有电场线的地方场强一定不为零．D．点电荷电场在同一平面内的电场线是以点电荷为中心的一簇同心圆．三、填空题10．一个电场区域中有如图1－26所示的电场线，画出在a、b两处的场强方向，比较a、b两处的场强大小E a____E b（填“大于”，“小于”或“等于”）11．把带电量为+2×10-6C的点电荷P放在电场中的A点，P受到的电场力大小为4×10-4N，方向向右，则A点的场强大小为______________，方向______________；若把另一点电荷Q放在该点受到的电场力大小为2×10-4N，方向向左，则这个点电荷的带电量为__________________．12．一质量为m，带电量为+q的尘埃，以初速度v0，与水平方向成60°飞入一匀强电场中，恰能做直线运动，则此电场场强的最小值为________，此电场方向与水平方向所成的角度为________．四、解答题13．有两条长度为L的细线，每条线的一端都系有质量为m的小球，并用同样长度的细线把两球连接起来，悬于O点，如图所示．当两小球带上等量异种电荷Q，并置于场强为E的水平匀强电场中，两小球连线张紧且小球处于静止．问此场强E至少为多大？14．长木板AB放在水平面上如图所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速度起动向右滑动．当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到B端，当此电场方向改为向上时，C只能滑到AB的中点，求此电场的场强．参考答案1．B【详解】A.该定义式适用于任何电场，故A 错误；B.F 是检验电荷所受到的力，q 是检验电荷的电荷电量，故B 正确；C.场强的方向与正电荷受电场力的方向相同，与负电荷受电场力方向相反，故C 错误；D.电场强度是用比值定义法定义的物理量，场中某点场强大小由电场本身决定，与该点电荷所受的电场力的大小无关，故D 错误．2．D【详解】正负点电荷单独存在时，在中点处产生的电场强12224()2q kq E E k r r === 且方向沿着两者的连线，指向负电荷，故合场强为 1228kq E E E r =+=故D 正确，ABC 错误。

高中物理学习材料桑水制作电场强度一课一练一、单项选择题1．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )解析：选C.A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同，B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小不等，C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向相同；D图中A、B 两点场强大小、方向均不相同．故选C.2．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )解析：选D.电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确．故选D.3．(2014·华南师大附中高二检测)如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个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，方向水平向右解析：选B.等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A 、O 、B 运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，故选B.4．一带负电荷的质点，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)( )解析：选D.由a 至c 的弯曲情况可知受力方向指向图中虚线的右下方，b 点的速度方向v b 如图，由a 至c 速率递减可知受力方向如图中F ，α角大于90°，因为电荷为负，故场强方向应与F 反向，故选D.5.(2014·沈阳二中高二期中)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图不可以做出的判断是( )A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度方向解析：选A.如图所示，由于带电粒子在电场力作用下做曲线运动，所以电场力应指向轨迹的凹侧，且沿电场线，即沿电场线向左，B 正确；由于电场线方向未知，故不能确定带电粒子的电性，A 错误；加速度由电场力产生，由于a 处电场线较b 处密，所以a 处电场强度大，由E ＝F q知，带电粒子在a 处受电场力大，故加速度大，且方向与电场力方向相同，C 、D 正确．故选A.6.如图所示，电量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )A ．体中心、各面中心和各边中点B ．体中心和各边中点C ．各面中心和各边中点D ．体中心和各面中心解析：选D.根据点电荷场强公式E ＝kQ r2及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零，故选D. 7.(2014·温州十校联考)如图所示，在正方形的四个顶点各放一电荷量均为Q 的点电荷(电性如图所示)，a 、b 、c 、d 是正方形边长的中点，则以下说法中错误的是( )A ．a 、b 、c 、d 四点的场强相同B ．a 、c 两点的场强一定等大且反向C ．b 、d 两点的场强一定等大且反向D ．e 点的场强一定为零解析：选A.根据放置的电荷的位置和对称性可知，a 、b 、c 、d 四个点场强大小相等，但方向不同，A 错误；由对称性知，a 、c 两点和b 、d 两点的场强大小相等、方向相反，B 、C 正确；同理，由对称性知e 点的场强为零，D 正确．故选A.8.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 ＝60°.电荷量相等、符号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 1；若将N 点处的点电荷移到P 点，则O 点的场强大小变为E 2，E 1与E 2之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3 解析：选B.依题意，每个点电荷在O 点产生的场强为E 12，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 2＝E 12，则E 1E 2＝21，故选B.9．(2014·山西忻州期中)如图甲所示，在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出)，O 、A 、B 为x 轴上三点．放在A 、B 两点的检验电荷受到点电荷Q 的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示．以x 轴的正方向为电场力的正方向，则下列说法错误的是( )A ．点电荷Q 一定为正电荷B ．点电荷Q 在AB 之间C ．A 点的电场强度大小为2×103N/CD ．同一电荷在A 点所受的电场力比B 点的大解析：选A.由题图可知，A 、B 都是过原点的倾斜直线，由场强的定义式可知，其斜率的绝对值为各点的场强大小，则E A ＝4×10－32×10－6N/C ＝2×103N/C ，E B ＝2×10－34×10－6N/C ＝0.5×103N/C＝E A4，同一电荷在A 点所受的电场力比B 点的大，由A 、B 两点所放的检验电荷电性相反而所受电场力方向相同，可得A 、B 两点电场强度方向相反，则点电荷Q 在AB 之间，且为负电荷，故本题应选A.☆10.真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N ，分别固定于x 轴上x 1＝0和x 2＝3a 的两点上，在它们连线上各点场强随x 变化关系如图所示，以下判断正确的是( )A ．点电荷M 、N 可能为同种电荷B ．点电荷M 、N 一定为异种电荷C ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2∶1D ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为4∶1解析：选D.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出，x ＝2a 处的场强为零，在0～2a 范围内场强为正，2a ～3a 范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M 、N 为同种电荷，选项A 、B 错误；设点电荷M 的带电荷量为q 1，点电荷N 的带电荷量为q 2，x ＝2a 处的场强为E ＝k q 1(2a )2－k q 2a2＝0，解得：q 1∶q 2＝4∶1，选项C 错误，选项D 正确．二、非选择题 11.如图所示，空间中A 、B 、C 三点的连线恰构成一直角三角形，且∠C ＝30°，AB ＝L ，在B 、C 两点分别放置一点电荷，它们的电量分别是＋Q 与－Q (静电力常量为k )．求斜边AC 的中点D 处的电场强度．解析：连接BD ，三角形ABD 为等边三角形，可得BD ＝CD ＝AB ＝L .点电荷＋Q 与－Q 在D 处产生的场强大小均为E 1＝k QL2，方向如图所示，二者之间夹角大小为60°.据电场的叠加原理可知，D 处的电场强度为这两个场强的矢量和，可解得E ＝2E 1cos 30°＝2×kQ L 2×32＝3kQL2，方向水平向右．答案：3kQL2，方向水平向右12.在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q 放在d 点恰好平衡时(如图所示)．(1)匀强电场场强E 的大小，方向如何？(2)检验电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？ (3)检验电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？解析：(1)由题意可知：F 1＝k Qq r2，F 2＝qE 由于F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r2 匀强电场方向沿db 方向． (2)检验电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r2所以F c ＝qE c ＝2kQq r 2方向与ac 方向成45°角斜向下(如图所示)． (3)检验电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Qr 2所以F b ＝qE b ＝2k Qqr2，方向沿db 方向．答案：(1)k Qr2，方向沿db方向(2)2kQqr2，方向与ac方向成45°角斜向下(3)2kQqr2，方向沿db方向。

电场强度1、如图所示,图甲中A、B是一条电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小的关系图像,由此可判定( )A.电场方向一定由A指向BB.若场源为正电荷,位置在A侧C.若场源为负电荷,位置在B侧D.若场源为正电荷,位置在B侧2、有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向的匀强电场中,如图所示。

当两小球都处于平衡时的可能位置是如下图所示的( )A. B.C. D.3、如图所示为点电荷a、b所形成的电场的电场线分布图,卞列说法正确的是( )A.a —定带正电荷,b —定带负电荷B.a 一定带负电荷,b —定带正电荷C.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变小后变大D.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变大后变小4、如图,真空中a b c d 、、、四点共线且等距.先在a 点固定一点电荷Q +,测得b 点场强大小为E .若再将另一等量异种点电荷Q -放在d 点,则( )A.b 点的场强比c 点的大B.c 点的场强大小为54E C.b 点的场强方向向左 D.c 点的场强方向向左5、A 、B 是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其v t -图象如图所示。

则电场的电场线分布可能是( )A. B.C. D.6、如图各电场中, A 、B 两点电场强度相同的是( )A.B.C.D.7、质量分别为m 1、m 2的A 、B 两小球分别带电荷量为q 1和q 2的同种电荷,它们用等长的细线吊在同一点O ,使A 球靠在竖直光滑墙上,A 球的细线l 1沿竖直方向,由于静电斥力的作用,B 球的细线l 2与竖直方向成θ角,A 、B 均处于静止状态,如图所示。

由于某种原因,B 球的带电荷量q 2逐渐减少,于是两细线之间的夹角θ也逐渐减小。

在θ逐渐减小的过程中,关于l 1、l 2中的张力T 1、T 2的变化是()A.T 1、T 2均不变B.T 1不变,T 2变小C.T 1、T 2均变小D.T 1变小,T 2不变8、真空中,在离点电荷(带电荷量为Q )为r 的A 点,先后放有带电荷量为1q 和2q 的点电荷,点电荷12q q 、所受的电场力分别为1F 和2F ,则A 点的电场强度大小为( ) A.11F q B.22F q C.2kQ r D.12kq r 9、已知电荷分布均匀的球壳对壳内点电荷的作用力为零,对壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对壳外点电荷的作用力。

3电场强度素养目标定位)※知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质※※理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。

知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的※知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算※※能识别常见电场的电场线特征，理解匀强电场的定义及电场线分布特征,素养思维脉络)知识点1电场1．概念电荷周围存在的一种特殊物质。

带电体间的相互作用是通过周围的__电场__发生的。

2．静电场是__静止__的电荷产生的电场。

3．基本性质对放入其中的电荷有__力__的作用。

知识点2电场强度1．试探电荷(检验电荷)用来检测电场__是否存在__及其强弱分布情况的电荷，是研究电场的工具。

2．场源电荷激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。

3．电场强度(1)定义：放入电场中某一点的电荷受到的__电场力__跟它的__电荷量__的比值叫做该点的电场强度。

(2)公式：E ＝Fq。

(3)单位：__牛/库__，符号___N/C__。

(4)方向：规定为__正电荷__在该点受的电场力的方向。

(5)物理意义：电场强度是反映__电场本身的力的性质__的物理量，其大小表示电场的强弱。

知识点3 点电荷的场强1．公式E ＝__k Qr 2__，Q 为真空中点电荷的带电量，r 为该点到点电荷Q 的距离。

2．方向若Q 为__正电荷__，场强方向沿Q 和该点的连线指向该点；若Q 为__负电荷__，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q 。

3．适用条件 __真空中点电荷__。

知识点4 电场强度的叠加1．场强的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的__矢量和__。

这种关系叫做电场强度的叠加。

2．运算法则电场强度是矢量，场强的叠加本质是矢量叠加，所以应该用__平行四边形__定则。

3．应用范围电场的叠加原理对__任何电场__都适用，注意只有同时共同形成电场时才能叠加。

课后作业45分钟限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．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 A ＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )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 AD ．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解析：E ＝Fq 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 A 一定，放入试探电荷所受电场力大小为F ＝qE A ，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．答案：BD2．如图7所示的直线CE 上，在A 点处有一点电荷带有电荷量＋4q ，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q ，则直线CE 上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k·4q＋2＝kq x2即(2r ＋x)2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点． 答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kq r2 D.kQ r2解析：电场强度的定义式E＝Fq中，q为检验电荷的电荷量，由此可判定B正确，再将库仑定律F＝kQqr2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B、D.答案：BD4．如下图所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2018·全国卷)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)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2019年海南卷)如图10，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＝60°.电荷量相等、符号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E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F 方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE ①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F和T2四个力的合力竖直向下，所以T1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs.答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k)．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kq d ，方向水平向左，故带电薄板在a 处的场强为kqd ，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd2，方向水平向左．答案：kqd2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mgtan30°，E ＝1.0×107N/C. 答案：1.0×107N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEscos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qscos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E>7.5×104V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充．解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qEsinθ≤mg①所以tanθ≤mgmv2B 2s ＝2sgv2B＝2×0.15×102.25＝43②E≤mgqsinθ＝1×10－2×101×10－6×45V/m＝1.25×105 V/m即7.5×104V/m<E≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处E的取值范围应为7.5×104V/m<E≤1.25×105 V/m.。

第一章 3[练案3]基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．(2019·广东省台山市华侨中学高二上学期期中)关于电场强度有下列说法，正确的是( A )A ．电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力B ．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C ．在点电荷Q 附近的任意一点，如果没有把试探电荷q 放进去，则这一点的电场强度为零D ．根据公式E ＝F q可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的电荷的电量成反比 解析：根据公式E ＝F q，可知电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，选项A 正确；电场强度的方向总是跟正电荷所受的电场力方向一致，选项B 错误；电场中某点的电场强度由电场本身决定，与是否放入试探电荷无关，与试探电荷所受的电场力和试探电荷的电量无关，选项C 、D 错误；故选A 。

2．光滑绝缘水平面上有一带正电的小球正在做匀速直线运动，当小球运动到a 点时突然加上一个平行水平面的电场，发现小球沿曲线abc 运动且速率逐渐增大，则下列关于所加电场在b 点的电场强度方向合理的是(虚线是曲线在b 点的切线)( C )解析：由题意知，小球原来只受重力和支持力作用，加上电场后，小球运动状态的改变仅由电场力引起，因小球带正电，所受电场力方向(指向轨迹凹侧)与电场强度方向一致，又因小球速率是增加的，所以电场力方向与速度方向夹角应小于90°，C 对。

3．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)( 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。

核心归纳整合一、电场的力的性质描述1.电场强度的三个表达式:公式E=E=k E=适用范围任何电场真空中点电荷的电场匀强电场说明定义式,q为试探电荷点电荷电场强度的决定式,Q为场源电荷,E表示跟场源电荷相距r处的电场强度d为沿电场方向上电势差为U的两点间的距离2.电场线“疏”“密”和方向的意义:(1)电场线的“疏”和“密”描述电场的弱和强。

(2)电场线的切线方向为该点的电场强度方向。

3.电场强度的叠加:某空间若同时存在多个点电荷,则它们将在该空间各自产生一个电场,该空间某点的电场强度就等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和,遵循平行四边形定则。

对点训练1.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。

球1的带电荷量为q,球2的带电荷量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。

现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。

由此可知( )A.n=3B.n=4C.n=5D.n=6【解析】选D。

由于各球之间距离远大于小球的直径,小球带电时可视为点电荷。

由库仑定律F=k知两点电荷间距离不变时,相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比。

又由于三小球相同,则接触时平分总电荷量,故有F=q·nq=·,解得n=6,D正确。

2.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。

小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。

设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )A.a、b的电荷同号,k=B.a、b的电荷异号,k=C.a、b的电荷同号,k=D.a、b的电荷异号,k=【解析】选D。

若a、b带同种电荷,在c点的合场强的方向不可能在水平方向上,因此a、b应带异种电荷,如图。

×=解得=,D正确。

3.如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。