1.3 电场 电场强度 基础同步训练-2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

2024必修3辅导 1.3 电场 电场强度 一．电场：客观存在于电荷周围能传递电荷间相互作用的特殊隐形物质。并不是由分子原子构成。 基本性质：能对放入场中的电荷产生力的作用： 二．电场强度：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，简称场强．用E表示。E＝ 1.场强反映电场的 力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。 2.电场强度是矢量，其方向与正电荷所受电场力方向相同， 与负电荷所受电场力方向相反。 3.点电荷的场强：，Q为场源电荷的电荷量。是点电荷场强的决定式，含义为：点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比。 4.场强叠加：如果在空间同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 三.电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线表示该点的电场强度方向。 1.电场线的特点： 1 电场线是一些假想的虚拟曲线(没有画到的并非无电场). 2 电场线是不闭合的曲线：电场线起于正电荷，止于负电． 对于单个正点电荷，假想无穷远有负电荷，电场线终止于那里；对于单个负点电荷，假想无穷远有正电荷，电场线起始于那里． 3 任意两条电场线不能相交、不能相切． 4 电场线的疏密表示电场强弱.电场线越密的地方，电场越强；电场线越稀的地方，电场越弱. 2.熟记五种典型电场的电场线分布： 两种等量点电荷的电场： 比较 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电场线 分布图 电荷连线上的电场强度 沿连线先变小后变大 O点最小，但不为零 O点为零 中垂线上的电场强度 O点最大，向 外逐渐减小 O点最小，向外 先变大后变小 关于O点对称位置的电场强度 A与A′、B与B′、C与C′ 等大同向 等大反向 四.电场线与轨迹线的综合问题： 1.电场线不是带电粒子的运动轨迹．一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,二者才会重合。 1 电场线为直线; 2 电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行; 3 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行。 2. 结合电场力的大小、方向特征对电场中的曲线运动进行动力学分析。 1 从电场线的切线可以知道电场强度的方向，从电场线的疏密可以知道电场的强弱，只受电场力的情况下，电场强度、电场力、加速度三个物理量的大小都可以用电场线的疏密表示。 2 从轨迹线的切线可以知道运动的方向，从轨迹线的凹面可以知道电场力的方向，电场力既要指向轨迹的凹面，又要跟电场方向相同或相反。 3 结合正电荷的电场力与电场方向相同，负电荷的电场力与电场方向相反，可以知道带电的性质是正电还是负电。 例1.（多选)如图，电荷A和电荷B通过电场传递相互作用力针对这个情形，下列说法正确的是( ) A.电荷B受电场力的作用，自身并不激发电场 B.撤去电荷B，电荷A激发的电场就不存在了 C.电荷B在电荷A存在或者移去的情况下，在电荷A处产生的电场都是相同的 D.电荷A和电荷B都可以激发电场 例2．（2022·全国·高二单元测试）（多选）在电场中的某点A处放一试探电荷，它所受的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的电场强度大小为，方向水平向右。下列说法正确的是（　　） A．在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向变为水平向左 B．在A点放一个负试探电荷，它所受的静电力方向水平向左 C．在A点放一个电荷量为的试探电荷，它所受的静电力大小为 D．在A点放一个电荷量为的试探电荷，则A点的电场强度大小变为 例3.关于电场力和电场强度，以下说法正确的是(     ) A. 一点电荷分别处于电场中的、两点，电荷受到的电场力大则场强大 B. 在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零 C. 电场中某点没有电场线，则该点的场强为零 D. 一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为的球面上各点所受电场力相同 例4.真空中O点固定一点电荷，虚线是以O为圆心的圆，如图所示。将另一个正点电荷先后放在圆周上的A、B两点，受到库仑力的大小分别为FA、FB。则下列说法正确的是（　　） A．FA=FB，方向相同 B．FA≠FB，方向相同 C．FA≠FB，方向不同 D．FA=FB，方向不同 例5．（多选）如图所示，等边三角形的三个顶点处分别固定带电荷量为、、的三个点电荷，已知三角形的边长为，静电力常量为，则该三角形中心点处的电场强度（　　） A．大小为 B．方向由指向 C．方向由指向 D．大小为 例6．电荷量为的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图所示，点电荷与金属板相距为2d，图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d、已知P点的电场强度为，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为（　　） A． B． C． D． 例7．如图所示，在场强方向水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，则（　　） A．A点的电场强度大小为 B．B点的电场强度大小为E－ C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A、C两点的电场强度相同 例8．(多选)如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是(　 ) A．图甲中，与点电荷等距离的a、b两点 B．图乙中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距离的a、b两点 C．图丙中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距离的a、b两点 D．图丁中，匀强电场中的a、b两点 例9．(多选)如图所示为某一点电荷产生的电场线，为电场中的三点，其中两点场强大小相等，则（　　） A．该点电荷为负电荷 B．两点场强相同 C．试探电荷在A受到的电场力小于在B点受到的电场力 D．电子在A点所受电场力方向向右 例10．把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况。如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则(　 ) A．由图甲可知，电场线是真实存在的 B．图甲中，没有头发屑的地方没有电场 C．图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度 D．在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点 例11.正检验电荷q在电场中仅受电场力作用下，由P点处开始向Q点做减速运动，且运动的加速度值越来越小，则可以确定它所处的电场可能是（ ） 例12．某静电场的电场线如图，、是该电场中的两点。下列说法正确的是（       ） A．该电场可能是负点电荷产生的 B．点的电场强度大于点的电场强度 C．负电荷在点的加速度小于其在点的加速度 D．正电荷在点受到的电场力小于其在点受到的电场力 例13．(2023·全国甲卷)在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是(　 ) 例14．某静电除尘机原理示意图如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃仅在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线（方向未标）。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则（　　） A．电场线方向由放电极指向集尘极 B．图中A、B两点电场强度相等 C．尘埃在迁移过程中沿电场线运动 D．尘埃在迁移过程中速度增加 例15．(多选)(2024年深圳段考)近年来，纺织服装作为汕头“三新两特一大”产业中的特色产业之一，已经形成了完整的产业链，织布是其中重要的一环．现代纺纱织布采用的是静电技术，即利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺．如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是 (　　) A．虚线可能是电场线 B．电场强度EC＜EB＜EA C．在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线CD运动 D．在B点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着B点所在的虚线运动 第2讲 电场 参考答案 例1.CD 例2．解析:BC电场强度的大小与方向与放置的电荷无关，始终为，方向水平向右，故AD错误；正、负试探电荷在电场中同一位置所受电场力的方向相反，则负试探电荷所受电场力方向向左，故B正确；在A点放置一个电荷量为的试探电荷，它所受的电场力为，故C正确。故选BC。 例3.A 例4.D 例5．解析:AC该三角形中心点到每个顶点的距离为,处于、两顶点处的两个点电荷在点处的合场强方向由指向，大小为 处于顶点处的点电荷在点处的场强方向由指向，大小为,故该三角形中心点处的电场强度方向由指向，大小为，AC正确，BD错误。故选AC。 例6．解析:B P点的电场强度为，点电荷在P点场强为，故有 故金属板在P点产生场强为,故选B。 例7．解析:A由点电荷产生的电场强度公式可知，电荷量为Q的正电荷在A、C两点产生的电场强度大小相等，均为,其方向与匀强电场E的方向垂直，在A点向上，在C点向下，由电场强度的叠加原理可得，在A、C两点产生的合电场强度大小相等，则有A、C两点合电场强度方向不同，A正确，D错误；电荷量为Q的正电荷在B点产生的电场强度大小为,方向与匀强电场E的方向相同，由电场强度的叠加原理可得，B点的电场强度大小为,B错误； 电荷量为Q的正电荷在D点产生的电场强度大小为,方向与匀强电场E的方向相反，由电场强度的叠加原理可得，D点的电场强度大小是,可知若与大小相等时，D点的电场强度大小可能是零，C错误。故选A。 例8．解析:BD　根据点电荷的电场的特点可知题图甲中a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；题图乙中a、b两点的电场强度大小相等，方向都与中垂线垂直向左，则a、b两点的电场强度相同，故B正确；题图丙中a、b两点电场强度方向不同，故C错误；题图丁的匀强电场中a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，故D正确。 例9．解析:AD静电场中电场线从正电荷（或无穷远）出发终止于无穷远（或负电荷），根据题图可知该点电荷是负电荷，故A正确；电场强度是矢量，B、C两点场强方向不同，B、C两点场强不同，故B错误；电场线越密，电场强度越大，则有,根据公式可知，试探电荷在A受到的电场力大于在B点受到的电场力，故C错误；负电荷在某点受到的静电力方向与该点的场强方向相反，则电子在A点所受电场力方向向右，故D正确。故选AD。 例10．解析:C电场线是假想的曲线，不是真实存在的，故A错误；题图甲中，没有头发屑的地方同样也有电场存在，故B错误；题图乙中A点的电场线较B点密集，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，故C正确；因A、B之间的电场线为曲线，根据物体做曲线运动的条件可知，在题图乙电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点，故D错误。 例11. C 例12．解析:B点电荷产生的电场，其电场线是直线，而不是曲线，A错误；电场线越密的位置，电场强度越大，由图可知，点的电场强度大于点的电场强度，B正确；根据可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，根据牛顿第二定律，产生的加速度也越大，点的电场强度大于点的电场强度，因此，负电荷在点的加速度大于其在点的加速度，C错误；根据可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，点的电场强度大于点的电场强度，正电荷在点受到的电场力大于其在点受到的电场力，D错误。故选B。 例13．解析：选A　运动中的物体所受合力应指向运动轨迹凹侧，结合电子受到的电场力及电子的运动轨迹进行分析，可知A正确，B、C、D错误。 例14．解析:D带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，则电场的方向为由集尘极指向放电极，故A错误；由图根据电场线的疏密程度表示电场的大小可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；尘埃在迁移过程中运动方向和电场力方向有夹角，运动轨迹不能与电场线重合，故C错误；尘埃所受的电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，尘埃在迁移过程中动能增大，速度增加，故D正确。故选D。 例15．解析：AD 两端带异种电荷，根据等量异种电荷电场线的特点可知虚线应是电场线，A正确；由电场线的疏密表示电场强度的大小可知EA＜EB＜EC，B错误；电场线是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线CD运动，C错误；B点所在电场线是直线，电子从静止开始，在电场力作用下，所以一定沿直线运动，D正确． 2 学科网（北京）股份有限公司 $$