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文檔簡介
第02講:電場電場強度
【考點梳理】
>考點一:電場強度的定義
>考點二:點電荷產(chǎn)生的電場強度問題
>考點三:電場強度的疊加
>考點四:電場線的定義和性質(zhì)
>考點五:根據(jù)電場線的疏密程度判斷場強大小
>考點六:等量的異種電荷的電場線問題
>考點七:等量的同種電荷的電場線問題
>考點八:帶電體在電場的平衡問題
【知識梳理】
知識點一:電場
(1)概念:存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì),場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式.
(2)性質(zhì):對放入其中的電荷有力的作用,電荷間通過電場發(fā)生相互作用.
(3)靜電場:靜止的電荷產(chǎn)生的電場.
知識點二:.電場強度
(1)兩種不同功能的電荷:
①試探電荷:用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷,電荷量和尺寸必須較小.
②場源電荷:產(chǎn)生電場的電荷.
(2)定義:試探電荷在電場中某個位置所受的力與其電荷量成正比,即b=々,在電場的不同位置,比例常數(shù)£
一般不一樣,它反映了電場在這點的性質(zhì),叫做電場強度.
F
(3)公式:E=-.
q
(4)單位:N/C或V/m.
(5)方向:電場強度是矢量,規(guī)定電場中某點的電場強度的方向跟正電苞在該點所受的靜電力的方向相同.
技巧總結(jié):對電場強度的理解(深化理解)
1.對電場強度的理解:(1)電場強度反映了電場的力的性質(zhì).
(2)唯一性:電場中某點的電場強度E是唯一的,是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的,
與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關.電場中不同的地方,電場強度一般是不同的.
(3)矢量性:電場強度描述了電場的強弱,是矢量,其方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同,與在該
點的負電荷所受電場力的方向相反.
2.公式£=(與£=與的區(qū)別
物理含義引入過程適用范圍
人心但£與足1無關,
F是電場強度大小適用于一切電
E=~£是反映某點處電場的
q的定義式場
性質(zhì)
F在真空中,場源
是真空中點電荷由£=-和庫侖定律導
E=AQ電荷0是點電
r場強的決定式
出,£由0、r決定荷
知識點三:點電荷的電場,電場的疊加
1.真空中點電荷的場強
①大?。篍=岸.
②方向:。為正電荷時,在電場中的某點戶,一的方向由。指向P;0是負電荷時,一的方向由P指向Q.
2.電場強度的疊加
如果場源電荷不只是一個點電荷,則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量
和.
知識點四:電場線、勻強電場
1.電場線:畫在電場中的有方向的曲線,曲線上每一點的切線方向與該點電場強度的方向一致.
2.電場線特點:
(1)起始于無限遠或正電荷,終止于負電荷或無限遠.
(2)任意兩條電場線不相交.
(3)電場線的疏密表示電場的強弱.
(4)電場線不是實際存在的線,是為了形象地描述電場而假想的線.
3.勻強電場
(1)定義:各點電場強度的大小相等、方向相同的電場.
(2)勻強電場的電場線:間距相等的平行直線.
技巧總結(jié):對電場線的理解
1.電場線的應用
(1)比較電場強度大?。簣鰪姶筇庪妶鼍€密,場強小處電場線疏,故根據(jù)電場線的疏密可以比較場強的大小.
(2)確定電場強度方向:電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向.
2.電場線與帶電粒子運動軌跡的關系:電場線不是帶電粒子的運動軌跡,帶電粒子在電場力作用下的運動軌
跡可能與電場線重合,也可能不重合.可分以下幾種情況討論:
(1)運動軌跡與電場線重合時應同時具備以下條件:
①電場線為直線;
②帶電粒子的初速度為零,或初速度沿電場線所在直線;
③帶電粒子只受電場力,或其他力的合力沿電場線所在直線.
(2)只在電場力作用下,以下情況帶電粒子做曲線運動,且與電場線不重合:
①電場線為直線時,有初速度且與電場線不共線;②電場線為曲線.
3.常見電場線的
特點
(1)離點電荷越近,電場線越密集,場強越強.(2)若以點
電荷為球心作一個球面,電場線處處與球面垂直,在此球
面上場強大小處處相等,方向各不相同
(1)兩點電荷連線上各點處,電場線方向從正電荷指向負
電荷,中點場強最小,越靠近點電荷場強越強
(2)兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上,電場線的方向均
相同,即場強方向均相同,且總與中垂面(線)垂直
(3)沿中垂線從。點到無窮遠,場強逐漸減弱
(1)兩點電荷連線的中點。處場強為零,此處無電場線,
中點。處附近的電場線非常稀疏,但場強并不為零
(2)兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上,場強方向總沿面
(線)遠離。(等量正電荷)或指向。(等量負電荷)
(3)在中垂面(線)上從。點到無窮遠處,場強先變強后變
弱
【題型歸納】
題型一:電場強度的定義
1.(22-23高二上?河南鄭州?期中)在電場中的某點A放一電荷量為的試探電荷,它所受到的電場力大小為兄
F
方向水平向右,則A點的場強大小項=一,方向水平向右。下列說法正確的是()
q
A.若A點不放試探電荷,則A點的場強為零
B.在A點放置一個電荷量為+2q的試探電荷,則A點的場強變?yōu)?EA
C.在A點放置一個電荷量為一q的試探電荷,A點的場強方向變?yōu)樗较蜃?/p>
D.在A點放置一個電荷量為+2q的試探電荷,它所受的電場力大小變?yōu)?F
【答案】D
【詳解】AC.電場的電場強度是電場的固有屬性,與放不放試探電荷無關,與試探電荷的正負和大小無關,故A
點場強的大小和方向都不變,故AC錯誤;
BD.A點的場強大小和方向不變,根據(jù)
F=Eq
可知,電荷量為+2q時
F'=EAx2q=2F
即電場力變?yōu)樵瓉淼?倍,而A點的場強仍然為耳,故B錯誤,D正確。
故選D。
2.(2024高三?全國?專題練習)電場中有一點P,點P處放一試探電荷分關于P點的電場強度,下列說法正確的
是()
A.尸點電場強度的方向總是跟靜電力的方向一致
B.將放在P點的試探電荷q拿走,則尸點的電場強度為零
C.根據(jù)公式后=£可知,尸點電場強度的大小跟靜電力成正比,跟放入尸點的電荷的電荷量成反比
q
D.若尸點的場強越大,則同一試探電荷在P點所受的靜電力越大
【答案】D
【詳解】A.某點的電場強度的方向總是跟在該點正電荷所受的靜電力的方向相同,與負電荷所受的靜電力的方向相
反,故A錯誤;
B.電場中的場強取決于電場本身,與有無試探電荷無關,如果把試探電荷g拿走,則這一點的電場強度不變,故
B錯誤;
C.場強大小取決于電場本身,與放入電場中的電荷的電荷量無關,故C錯誤;
D.由尸=qE知,同一電荷,E越大,尸越大,D正確。
故選D。
3.(23-24高二上.福建龍巖?期中)A為己知電場中的一固定點,在A點放一電量為q的電荷,所受電場力為尸,A
點的場強為E,則()
A.若在A點換上電量為“一農(nóng)'的電荷,A點電荷q受到的電場力方向發(fā)生變化
B.若在A點換上電量為“-4”的電荷,A點的場強方向發(fā)生變化
C.若在A點換上電量為“2q”的電荷,A點的場強將變?yōu)?E
D.若在A點移去電荷氣”,A點的場強變?yōu)榱?/p>
【答案】A
【詳解】AB.電場強度只由電場自身決定,與試探電荷無關,若在A點換上電量為“-4”的電荷,A點的場強方向
沒有發(fā)生變化,A點電荷q受到的電場力方向發(fā)生變化,故A正確,B錯誤;
C.電場強度只由電場自身決定,與試探電荷無關,若在A點換上電量為“2/的電荷,A點的場強不變,仍為E,故
C錯誤;
D.電場強度只由電場自身決定,與試探電荷無關,若在A點移去電荷飛”,A點的場強不變,仍為E,故D錯誤;
故選A?
題型二:點電荷產(chǎn)生的電場強度問題
4.(23-24高二上?陜西渭南?期末)如圖所示,在正點電荷Q形成的電場中,有M、N兩點,下列說法正確的是()
QMN
十??
A.M點的場強小于N點的場強
B.M點的電勢小于N點的電勢
C.將一帶正電的粒子從M點移動到N點,靜電力做正功
D.將一帶正電的粒子分別放在M點和N點,則在M點電勢能小
【答案】C
【詳解】A.由點電荷的場強公式有
E.絲
產(chǎn)
由題圖可知,N點距離場源的距離比M點的距離大。所以M點的場強大小大于N點的場強大小,故A項錯誤;
B.由點電荷的周圍電勢有
kQ
由題圖可知,N點距離場源的距離比M點的距離大。所以M點的電勢大于N點的電勢,故B項錯誤;
CD.由上述分析可知,M點的電勢大于N點的電勢,由
Ev=q(p
有題意可知,一帶正電帶電粒子,所以該粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能,所以將一帶正電的粒子從M
點移動到N點,電勢能減小,即靜電力做正功,故C正確,D錯誤。
故選C。
5.(23-24高二上.天津南開?期中)在電荷量為。的點電荷激發(fā)的電場中,一電荷量為的試探電荷,距Q距離為
廠處的A點受到的電場力為R則()
A.A點的電場強度石=4B.A點的電場強度£=回
Qr
C.若撤去試探電荷,A點的電場強度為零D.A點的場強方向與該試探電荷所受電場力方向相反
【答案】D
【詳解】AB.根據(jù)電場強度定義式可知,A點的電場強度為
E=—
q
根據(jù)點電荷場強公式可得,A點的電場強度為
E-絲
產(chǎn)
故AB錯誤;
C.電場強度由電場自身決定,若撤去試探電荷,A點的電場強度保持不變,不為零,故C錯誤;
D.由于試探電荷帶負電,則A點的場強方向與該試探電荷所受電場力方向相反,故D正確。
故選D。
6.(23-24高二上?廣東惠州?期中)如圖所示,直角三角形ABC中/臺=30。,點電荷A、B所帶電荷量分別為。A、QB,
測得在C處帶負電的點電荷所受靜電力方向平行于A8向左,則下列說法正確的是()
4口------------1?B
A.A帶正電,QA-QB=1:4B.A帶負電,:&=1:4
C.A帶正電,。人:4=1:8D.A帶負電,2:&=1:8
【答案】c
【詳解】由于負電荷所受電場力方向與電場線的方向相反,C處的負點電荷所受靜電力向左,所以電場線的方向平
行于A8向右。若A、8都為正電荷,都為負電荷,或A為負電荷,B為正電荷,C點合場強的方向不可能與A8平
行。所以A為正電荷、3為負電荷;如下圖畫出分場強與合場強之間的關系
根據(jù)平行四邊形定則,知A、8在C點的場強之比為
EA:EB=
又點電荷的場強公式為E=C點距離A、8兩點間的距離比為
r
。:5=1:2
解得
0A:&=1:8
故C正確,ABD錯誤。
故選C。
題型三:電場強度的疊加
7.(23-24高二上?陜西渭南?期末)在等邊三角形ABC的頂點8和C處各放一個電荷量相等的點電荷時,測得A處
的場強大小為E,方向與8C邊平行且由8指向C,如圖所示。則下列說法正確的是()
A.8和C處的點電荷均帶正電B.B處的點電荷帶負電,C處的帶正電
C.若拿走C處的點電荷,則A處場強大小仍為ED.若拿走C處的點電荷,則A處場強大小變?yōu)椤?/p>
【答案】C
【詳解】AB.若B和C處的均為正電荷,則根據(jù)電場疊加可知,其A點的合場強方向為垂直于8c向上,不符合
題意,只有當8點為正電荷,C點為負電荷的情況下,合場強為與8C邊平行且由8指向C,故AB錯誤;
CD.由之前的分析可知,其如圖所示
由于2、C兩個點電荷的電荷量大小相等,且距離A點的距離相等,根據(jù)點電荷的場強公式
所以g=當,由電場疊加可知
Ex=E2=E
所以將C處的點電荷拿走,則A點的合場強為用,且其大小為E,故C正確,D錯誤。
故選c。
8.(23-24高二上.北京東城?期末)如圖所示,電荷量為〃的點電荷與均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶電薄板的垂
線通過板的幾何中心,/點在板的幾何中心左側(cè)一處的垂線上,N點與M點關于帶電薄板對稱。已知靜電力常量為
k,若圖中〃點的電場強度為0,那么()
A.帶電薄板帶正電荷B.N點場強水平向右
C.N點電場強度也為零D.N點的電場強度£=翳
【答案】D
【詳解】因M點場強為零,則帶電薄板在M點產(chǎn)生的場強與+q在M點產(chǎn)生的場強等大方向,則帶電薄板在M點
的場強為
E=k青
方向向右,所以帶電薄板帶負電;因為M點和N點與帶電薄板的距離相等,由對稱性可知,帶電薄板在N點的場
強為
*喻
方向向左,則N點的合場強為
q
(3小
方向向左;
綜上所述,ABC錯誤,D正確。
故選Do
9.(23-24高二上?吉林延邊?階段練習)如圖所示,RSABC中NCAB=37。,ZC=90°,。為AB邊上一點,AD:。8=4:
1,兩個正點電荷固定在A、8兩點,電荷量大小為q的試探電荷在C點受到的電場力方向與AB垂直,大小為R
sin37°=0.6,cos37°=0.8,則。點的電場強度大小為()
c
?B
D
【答案】D
【詳解】設A、5兩點電荷量分別為QB,則試探電荷在C點受到A、8兩點電荷的電場力分別
如圖,假設試探電荷帶負電,則其受力如圖,合力為R垂直于A8由幾何關系
4
AC=-BC
3
解得
QA:QB=4:3
山3
AC25
因為
AD+DB=AB=-AC
4
AD:DB=4:1
所以
AD=AC
DB^-AC
4
則A、8在。點產(chǎn)生的場強分別為
3F
EA=k-^二號
AAD-5q
=4^36F
5q
則。點的電場強度大小為
33F
F-F_F
口-4%
5q
故選D。
題型四:電場線的定義和性質(zhì)
10.(23-24高二上?廣東汕頭?期中)下列關于電場線的說法,正確的是()
A.電場線是負電荷運動的軌跡
B.電場線是實際存在的曲線
C.等量異種電荷形成的電場線都是閉合的曲線
D.帶電粒子只受電場力作用,不可能沿著彎曲的電場線運動
【答案】D
【詳解】AB.電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲木€,并不是電荷運動的軌跡,實際上是不存在的。故AB
錯誤;
C.靜電場的電場線都起始于正電荷或者無窮遠處,終止于負電荷或者無窮遠處,不是閉合曲線。故C錯誤;
D.根據(jù)力和運動的關系,若帶電粒子只受電場力,且電場線是曲線時,電場線不可能和軌跡線重合,如果重合則
受力沿切向不能提供向心力使粒子軌跡彎曲。故D正確。
故選D。
11.(23-24高二上.湖南郴州?期末)在以下各圖中,其中電場線方向表示錯誤的是()
【答案】A
【詳解】
BCD.電場線從正電荷(或無窮遠)出發(fā),終止于負電荷(或無窮遠)。故BCD正確;
A.負點電荷周圍的電場線,應從無窮遠指向負電荷。故A錯誤。
選錯誤的,故選A。
12.(23-24高二上?福建?階段練習)下列關于電場線的說法,正確的是()
A.電場線始于正電荷或無窮遠,止于無窮遠或負電荷
B.在沒有電荷的地方,兩條電場線可以相交
C.電場線是點電荷在電場中自由運動的軌跡
D.沿著電場線的方向電場強度越來越小
【答案】A
【詳解】A.電場線從正電荷或無限遠出發(fā),終止于無限遠或負電荷,故A正確;
B.空間中某點的場強方向是唯一的,若兩條電場線相交,則交點處有兩條切線,即有兩個不同的場強方向,這是
不可能的,故B錯誤;
C.電場線是為了形象地描述電場而假想的線,是理想化模型,實際是不存在的,而點電荷的運動軌跡是實際存在
的,兩者不相同,電場線不是點電荷在電場中自由運動的軌跡,故c錯誤;
D.電場線的疏密表示電場強度的強弱,沿著電場線方向電場線的疏密無法確定,因此電場強度的變化無法確定,
故D錯誤。
故選Ao
題型五:根據(jù)電場線的疏密程度判斷場強大小
13.(23-24高一下?浙江杭州?期末)某電場的電場線分布如圖所示,AB、C、。是電場中的四個點,則關于該電
場,下列說法正確的是()
A.該電場可能是某帶正電的點電荷形成的B.由圖可知四點中2點的電場強度最大
C.區(qū)。兩點的電場強度方向相同D.某電荷僅受電場力時能沿電場線從B點運動到。點
【答案】B
【詳解】A.電場線是彎曲的,所以不可能是點電荷形成的,故A錯誤;
B.8點電場線最密集,電場強度最大,故B正確;
C.兩點電場線的切線方向不同,所以電場強度方向不同,故C錯誤;
D.因電場線是曲線,則若電荷沿軌跡運動時受到的電場力大小和方向不斷變化,假設某電荷僅受電場力時能沿電
場線從B點運動到。點,則電荷一定為正電荷,在2。兩點之間運動時,沿切線方向,沒有指向軌跡的凹側(cè),不滿
足曲線運動的條件,故D錯誤。
故選B。
14.(23-24高二上.安徽合肥?期末)靜止電荷會在其周圍產(chǎn)生靜電場,為了形象地描述電場,法拉第采用了畫電場
線的方法。如圖是某一電場的電場線分布圖,下列關于電場和電場線的說法正確的是()
A.由于電場是看不見、摸不著的,所以電場實際并不存在
B.電場線可以形象地描述電場,電場線是實際存在的
C.同一幅電場線分布圖中,電場線密集的地方電場強度較大
D.電場線分布圖中沒畫電場線的地方(如B點),電場強度為零
【答案】C
【詳解】AB.電場是實際存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),電場線是為了形象地描述電場人為引入的,電場線
實際上不存在,故AB錯誤;
C.電場線的疏密程度能夠表示電場的強弱,電場線越密集的位置電場強度越大,電場線越稀疏的地方,電場強度
小,故C正確;
D.電場線的疏密程度能夠表示電場的強弱,圖中8點位置雖然沒有畫電場線,但其所在空間區(qū)域的電場線分布仍
然能夠反映一定的疏密程度,可知,該點的電場強度不為0,故D錯誤。
故選C。
15.(23-24高二上.重慶黔江.階段練習)如圖為真空中兩等電量點電荷A、8形成的電場中的一簇電場線,已知該電
場線關于虛線對稱,。點為48電荷連線的中點,為其連線的中垂線上對稱的兩點,則下列說法正確的是()
A.A、2可能是帶等量異號的正、負電荷
B.。點的電場強度為零
C.a、b兩點處無電場線,故其電場強度可能為零
D.同一試探電荷在小b兩點處所受電場力大小相等,方向相同
【答案】B
【詳解】AB.由于電場線關于虛線對稱,。點為A、B點電荷連線的中點,結(jié)合等量異種與等量同種點電荷電場線
的分布特征,可知A、B帶等量同種正電荷,由點電荷場強公式和電場疊加原理可知,。點的電場強度為零,故A
錯誤,B正確;
C.電場線是為了形象描述看不見、摸不著的電場而人為假想的,其分布的疏密程度表示電場的強弱,兩點處雖然
無電場線,但其電場強度不為零,故c錯誤;
D.由對稱性可知,a、b兩點處電場強度大小相等,方向相反,則同一試探電荷在。兩點處所受電場力大小相
等,方向相反,故D錯誤。
故選B?
題型六:等量的異種電荷的電場線問題
16.(23-24高二上?福建三明?期末)如圖所示,光滑絕緣豎直桿位于等量異種點電荷連線的中垂線上。一穿在桿上
的帶正電小球,沿AfO-3下滑,則桿對帶電小球作用力分析正確的是()
,,/
B
A.先變小后變大,方向水平向左B.先變小后變大,方向水平向右
C.先變大后變小,方向水平向左D.先變大后變小,方向水平向右
【答案】C
【詳解】根據(jù)等量異種電荷周圍的電場線分布知,從電場強度的方向不變,水平向右,電場強度的大
小先增大后減小.則正電小球所受電場力的大小先變大,后變小,方向水平向右,則桿對帶電小球作用力水平向左,
作用力先變大后變小。
故選C。
17.(22-23高二上?陜西渭南?期末)經(jīng)過探究,某同學發(fā)現(xiàn):點電荷和無限大的接地金屬平板間的電場(如圖甲所
示),與等量異種點電荷之間的電場分布(如圖乙所示)完全相同,圖丙中固定于。點的正點電荷4到金屬板
的距離04為LA8是以點電荷g為圓心、L為半徑的圓上的一條直徑,靜電力常量為晨則2點電場強度的大小
是()
M
8kqp坷10kq3kq
A.BC.D.
9Z?-工~9lT4ZF
【答案】A
【詳解】根據(jù)題意可將圖丙的電場等效為兩個等量異種點電荷的電場,點電荷電荷量的大小均為q,它們之間的距
離為2L,則B點電場強度的大小為
8kq
故選Ao
18.(23-24高二上?黑龍江哈爾濱.期末)如圖所示,光滑絕緣水平面上的48兩點分別固定兩個帶等量異種電荷的
點電荷M、N,。為A8的中點,CQ為A8的垂直平分線,a、c為48上關于。點對稱的兩點,b、d為CO上關于
。點對稱的兩點。則關于各點電場強度及、Eb、Ec、Ez及電場力,下列說法正確的是()
C;
Ma\cN
o---—?---------0
AB
D'
A.瓦、Eb、段的方向不相同
B.E。、E,兩點的電場強度大小相等,方向相反
C.任意改變b點在中垂線上的位置,也不可能使瓦〈瓦
D.將一點電荷由a點沿AB移動到c點,點電荷受到的庫侖力先增大后減小
【答案】C
【詳解】AB.根據(jù)等量異種電荷電場的特點可知,a、b、c、1四點的電場方向都相同,根據(jù)對稱性可知瓦、E,的
電場強度大小相等,故AB錯誤;
C.根據(jù)電場矢量疊加的特點可知,在中垂線上。點的位置場強最大,。點的電場強度大于O點電場強度,所以任
意改變6點在中垂線上的位置,也不可能使反〈瓦,故C正確;
D.根據(jù)電場矢量疊加的特點可知,在連線上,。點的場強最小,所以將一點電荷由。點沿AB移動到。點,點
電荷受到的庫侖力先減小后增大,故D錯誤。
故選C。
題型七:等量的同種電荷的電場線問題
19.(23-24高二上?北京順義?階段練習)如圖所示,M、N為兩個等量同種電荷,在其連線的中垂線上的P點放一
靜止的負點電荷q,不計重力,下列說法中一定正確的是()
M\0N
+Q\+Q
A.點電荷在從尸到。的過程中,加速度越來越大,速度也越來
B.點電荷在從尸到。的過程中,加速度越來越小,速度越來越大
C.點電荷運動在。點時加速度為零,速度達最大值
D.點電荷越過。點后,速度越來越小,加速度越來越大,直到點電荷速度為零
【答案】C
【詳解】AB.等量同種點電荷連線的中垂線上,其中點處的場強為0,而沿著中點向上或向下場強均是先增大后減
小,因此點電荷在從尸到。的過程中,加速度可能先變大后變小,也可能越來越小,而不管場強大小如何變化,從
P到。的過程中電場力對負電荷始終做正功,則其速度越來越大,故AB錯誤;
C.根據(jù)以上分析可知,。點處的場強為0,則點電荷在。點處所受電場力為0,加速度為0,而從P到。的過程中
電場力對負電荷始終做正功,則其速度越來越大,到達。點時速度達到最大值,故C正確;
D.根據(jù)以上分析可知,點電荷越過。點后,沿著中垂線向下場強先增大后減小,因此點電荷所受電場力可能先增
大后減小,則點電荷的加速度將先增大后減小,也可能所受電場力一直增大,加速度一直增大,而沿著中垂線向下
運動的過程中電場力始終對負點電荷做負功,因此點電荷的速度越來越小,直到點電荷速度為零,故D錯誤。
故選C。
20.(23-24高二上.海南???階段練習)如圖所示,兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上,E、尸是連線
中垂線上的兩點,。為EF、的交點,EO=OFo一帶負電的點電荷在E點由靜止釋放后()
G)E
?-
M
A.先做勻加速直線運動,過。點后做勻減速運動
B.在。點所受靜電力最大
C.點電荷從E到尸點的過程中,加速度先減小再增加,速度先增大后減小
D.點電荷運動到。點時加速度為零,速度達最大值
【答案】D
【詳解】BD.等量同種點電荷的電場分布,如圖所示
由圖可知,中垂線上電場方向分別由兩電荷連線中點。向上和向下指向無窮遠處,場強先增大后減小,連線中點。
的場強為0,所以帶負電的點電荷在E點由靜止釋放后向下做加速運動,經(jīng)過。點開始做減速運動,在。點所受靜
電力為零,加速度為零,速度達到最大,故B錯誤,D正確;
A.因點電荷從E到尸點的過程中,加速度大小和方向在變化,則不能做勻加速直線運動和勻減速運動,故A錯誤;
C.點電荷從E到尸點的過程中,加速度可能先增大后減小,再反向增大后減小,也可能先減小后反向增大,但速
度先增大后減小,故C錯誤。
故選D。
21.(23-24高二上.重慶渝中.期中)如圖所示,兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上,E、尸是MN連線中垂
線上的兩點,O為EF、的交點,EO=OF,一帶負電的點電荷在E點由靜止釋放后()
I
QE
I
?-——?
M;N
I
I
A.先做勻加速直線運動,過。點后做勻減速運動
B.在。點所受靜電力最大
C.點電荷運動到。點時加速度為零,速度達最大值
D.點電荷從E到尸點的過程中,加速度先增大再減小,速度先增大后減小
【答案】C
【詳解】ABC.等量同種點電荷的電場分布,如圖所示
由圖可知,中垂線上電場方向分別由兩電荷連線中點。向上和向下指向無窮遠處,場強先增大后減小,連線中點。
的場強為0,所以帶負電的點電荷在£點由靜止釋放后向下做加速運動,經(jīng)過。點開始做減速運動,在。點所受靜
電力為零,加速度為零,速度達到最大,故AB錯誤,C正確;
D.點電荷從E到尸點的過程中,加速度可能先增大后減小,再反向增大后減小,也可能先減小后反向增大,但速
度先增大后減小,故D錯誤。
故選Co
題型八:帶電體在電場的平衡問題
22.(23-24高二下?浙江?期中)在方向水平向右、大小E=lxlO,N/C的勻強電場中,用細線將質(zhì)量加=4xl(F3kg的帶
電小球P懸掛在。點,小球靜止時細線與豎直方向的夾角。=37。(已知5吊37。=06cos37。=0.8),下列說法正確的
是()
A.小球帶負電B.小球受到的電場力水平向左
C.小球的帶電量為5xl()iCD.小球?qū)毦€的拉力大小為5X1()-2N
【答案】D
【詳解】AB.受力分析如圖所示
由圖可知,電場力方向水平向右,小球帶正電,故AB錯誤;
C.由圖可知
qE=mgtan0
解得
q=3xlO-6c
故C錯誤;
D.由圖可知
F=_^
拉cose
解得
7^=5X10-2N
故D正確。
故選D。
23.(23-24高二上?浙江寧波?期末)如圖所示,傾角為6的光滑絕緣斜面固定在水平面上.為了使質(zhì)量為機、帶電
荷量為+4(4>。)的小球靜止在斜面上,可加一平行于紙面的方向可調(diào)的勻強電場,重力加速度為g.下列說法正確
的是()
B.電場強度的最小值為E=
q
C.若電場強度E=些,則電場強度方向一定豎直向上
q
D.若電場強度E=幽,則電場強度方向不一定豎直向上
q
【答案】D
【詳解】AB.當電場力方向沿斜面向上時場強最小,此時
第3=利gsin。
電場強度的最小值為
_mgsin0
min一
q
選項AB錯誤;
CD.由圖可知,若電場強度
q
即
mg=qE
則電場強度方向不一定豎直向上,選項c錯誤,D正確。
故選D。
24.(23-24高一下?吉林通化?期末)用一根絕緣細線吊著質(zhì)量"z=0.1kg、電荷量q=+2*10-仁的小球(可視為點電
荷),小球靜止在如圖所示的勻強電場中,勻強電場的電場強度方向、細線與豎直方向的夾角均為60。,取重力加速
度大小g=10m/s2o求:
(1)細線上的拉力大小廠期
(2)該勻強電場的電場強度大小瓦
【答案】(1)1N;(2)5xlO3N/C
【詳解】(1)對小球受力分析,如圖
豎直方向上有
F^cos60°+F^cos60°=mg
水平方向上有
F^sin60°=F*sin60°
解得
尸步尸斫1N
(2)根據(jù)電場強度定義式有
q
解得
E=5X103N/C
【高分演練】
一、單選題
25.(24-25高二上?山西太原)下列說法中正確的是()
A.電場中某點的電場強度方向即試探電荷在該點的受力方向
B.公式片=£和石=與只適用點電荷形成的電場
qr
C.根據(jù)E=*可知,電場中某點的電場強度與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關
q
D.在真空中以點電荷為圓心,半徑為,?的球面上,電場強度處處相等
【答案】C
【詳解】A.電場中某點的電場強度方向與正試探電荷在該點的受力方向相同,與負試探電荷在該點的受力方向相
反,故A錯誤;
B.公式E=一是電場強度的比值定義式,對任意電場均成立,E=N是真空中點電荷電場強度的決定式,只適用
qr
點電荷形成的電場,故B錯誤;
C.公式E=±是電場強度的比值定義式,可知,電場中某點的電場強度與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關,
q
故c正確;
D.根據(jù)點電荷的電場分布特征可知,在真空中以點電荷為圓心,半徑為廠的球面上,電場強度大小處處相等,方
向不同,故D錯誤。
故選C。
26.(23-24高一下?江蘇泰州?期末)在如圖所示的電場中,各點電荷帶電量大小都是4,甲圖中的A、B為對稱點,
乙、丙兩圖的點電荷間距離都為L,虛線是兩側(cè)點電荷的中垂線,兩點電荷連線上的。、C和。、。間距離也是L,
下列說法正確的是()
A.圖甲中A、8兩點電場強度相同
B.圖乙和圖丙中,。點的電場強度大小相等
C.圖乙中C點的電場強度大于圖丙中。點的電場強度
D.乙圖中從。點沿虛線向上的電場強度變大,而丙圖中變小
【答案】C
【詳解】A.圖甲中A、2兩點電場強度大小相同,但是方向不同,選項A錯誤;
B.圖乙中。點的電場強度為零,而圖丙中。點的電場強度大小不為零,選項B錯誤;
C.圖乙中C點的電場強度
q40s
Ec=k^—+k
學導二4
圖丙中。點的電場強度
q_32kq
E=k—y----k
D2
(與(當29L
圖乙中C點的電場強度大于圖丙中。點的電場強度,選項c正確;
D.乙圖中從。點沿虛線向上的電場強度先變大后變小,而丙圖中變小,選項D錯誤。
故選C。
27.(23-24高一下.天津河北.期末)如圖甲所示,A、8是某電場中一條電場線上的兩點,一個負電荷從A點由靜止
釋放,僅在靜電力的作用下從A點運動到8點,其運動的VT圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()
A.該電場線的方向是由A指向8
B.該電場一定是負點電荷形成的電場
C.A點的電場強度比B點的電場強度小
D.電荷在A點受到的靜電力大于在2點受到的靜電力
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)題意可知,負電荷所受電場力的方向由Af則該電場線的方向是由B指向A,故A錯誤;
BCD.由圖乙可知,負電荷的加速度越來越小,則負電荷所受電場力越來越小,則A點的電場強度比8點的電場強
度大,電荷在A點受到的靜電力大于在B點受到的靜電力,但只有一條電場線,該電場由何種電荷形成無法判斷,
故BC錯誤,D正確。
故選D。
28.(23-24高一下?重慶?期末)如圖所示,平面內(nèi)直線和MN垂直相交于。點,A、8關于。點對稱。M、N關
于。點對稱,C是49的中點,D是。B的中點,則下列說法正確的是()
*M
I
I
I
ot方?B
,?N
A.若將電荷量為+Q的點電荷放置在。點,則C、M、。、N四點的電場強度相同
B.若將電荷量為+Q和-Q的點電荷分別放置在A點和B點,則C、。兩點電場強度方向相反
C.若在C點和。點分別放置等量同種點電荷,一電子從。點沿直線運動到N點的過程中所受靜電力的大小是
一直減小的
D.若在C點和。點分別放置等量正點電荷,一電子從/點由靜止釋放,電子將在/、N間做往返運動
【答案】D
【詳解】A.若將電荷量為+Q的點電荷放置在。點則C、M、D、N四點的電場強度方向不同,A錯誤;
B.若將電荷量為+。和的點電荷分別放置在A點和B點,由等量異種點電荷電場中電場線分布的對稱性可知,C、
D兩點的電場強度大小相等,方向均由A指向B錯誤;
C.若在C點和。點分別放置等量同種的點電荷,則。點的電場強度是零,從。點沿CD的中垂線經(jīng)過N點到無限
遠處,電場強度大小從零先增大,再減小到零,則電子從。點沿直線運動到N
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