作业(2) 电场强度-【假期作业】2024年新教材高二物理寒假假期作业

　　　　　电场强度 知识点一　对电场强度的理解 1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关。 2.公式E＝可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。 1.下列关于电场和电场强度的说法中正确的是(　　) A.电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用 B.电场是人为设想出来的，其实并不存在 C.电荷在电场中受到的力越大，这点的电场强度越大 D.不同电荷在电场中同一点所受电场力不同，说明场强随试探电荷的改变而改变 知识点二　点电荷的电场、电场强度的叠加 1.点电荷场强公式：E＝k。 2.E＝与E＝k的比较 E＝ E＝k 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q与q的意义 q为检验电荷的电荷量 Q为场源电荷的电荷量 关系理解 E的大小与F、q的大小无关 E的大小与Q成正比 3.电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。 2.(多选)如图所示，在x轴坐标为＋1的点上固定一个电荷量为4Q的正点电荷，坐标原点O处固定一个电荷量为Q的负点电荷，那么在x坐标轴上，电场强度方向沿x轴负方向的点所在区域应是(　　) A.(0，1)　　　 B.(－1，0) C.(－∞，－1) D.(1，＋∞) 知识点三　电场线的理解和应用 1.比较电场强度大小：电场强度大的地方电场线密，电场强度小的地方电场线疏，故根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小。 2.确定电场强度方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。 3.(多选)关于电场和电场线下列说法正确的是(　　) A.电场是为了便于研究物体的运动而引入的理想模型 B.电场线上某处的切线方向就是该处电场强度的方向 C.电场线越密集的地方电场强度越大 D.电场线就是带正电的试探电荷的运动轨迹 如图所示，QA＝3×10－8 C，QB＝－3×10－8 C，A、B两球相距5 cm，在水平方向外电场作用下，A、B保持静止，悬线竖直，求A、B连线中点场强。(两带电小球可看作质点) [错解]　以A为研究对象，B对A的库仑力和外电场对A的电场力相等，所以 E外QA＝k，E外＝k＝9×109× N/C＝－1.8×105 N/C AB中点总场强E总＝E＋EA＋EB＝E外＝1.8×105 N/C，方向向左。 [错解原因]　在中学阶段一般不将QB的电性符号代入公式中计算。在求合场强时，应该对每一个场做方向分析，然后用矢量叠加来判定合场强方向，而错解认为EA＝k，EB＝k，且QA＝－QB，所以EA＋EB＝0，从而得出E总＝E。 [分析解答]　以A为研究对象，B对A的库仑力和外电场对A的电场力平衡，有 E外QA＝k， 解得E外＝k＝ N/C＝1.8×105 N/C E外方向与A受到的B的库仑力方向相反，方向向左。在AB的连线中点处EA、EB的方向均向右，设向右为正方向。则有 E总＝EA＋EB－E外 ＝＋－， 解得E总＝＝7×1.8×105 N/C＝7.56×105 N/C，方向向左。 1.如图所示，直角三角形ABC中∠A＝37°，∠C＝90°。两负点电荷固定在A、B两点，一试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小之比为(　　) A.3∶5　 B.5∶3 C.4∶3 D.3∶4 2.(2024·江苏卷)在静电场中有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系，请问a、b两点的场强大小关系是(　　) A.Ea＝Eb B.Ea＝2Eb C.Ea<Eb D.Ea>Eb 3. 如图所示，直角三角形ABC的∠B为直角，∠A＝∠C＝45°。分别在A、B两点固定两个点电荷，它们的电荷量分别为＋Q1和－Q2，已知C点的电场强度垂直于BC向下，则A、B两点的点电荷的电荷量Q1和Q2的比值为(　　) A.∶1 B.4∶1 C.2∶1 D.∶4 4.(多选)(2024·山西长治期末)在水平面上某点固定一个点电荷，在此平面内建立直角坐标系，如图所示，测得A点处电场强度EA方向与x轴正方向的夹角为30°，大小EA＝90 N/C，B点处电场强度EB方向与y轴正方向重合。已知A点坐标为，B点坐标为。下列说法正确的是(　　) A.点电荷所在坐标为 B.点电荷在坐标原点处 C.EB＝67.5 N/C D.EB＝40 N/C 5.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。 (1)判断小球带何种电荷； (2)求电场强度E的大小； (3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v的大小。 6.(2024·河南洛阳期末)在一个点电荷Q的电场中，让x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0.3 m和0.6 m，如图甲所示。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。 (1)求A点和B点的电场强度的大小和方向。 (2)点电荷Q所在位置的坐标是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 作业(二)　电场强度 [跟踪训练] 1.A　电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用，故A正确；电场是客观存在的，故B错误；电荷在电场中受到的力越大，这点的电场强度不一定越大，可能是由于电荷带电量大，故C错误；电场强度是电场本身的属性，不随试探电荷的改变而改变，故D错误。 2.AC　点的电场强度是正电荷＋4Q和负电荷－Q在该处产生的电场的叠加，是合场强，根据点电荷的场强公式E＝k可判断x＝1右侧电场强度E的方向都向右，沿x轴的正方向，在0～1间E的方向一定沿x轴负方向，设－Q左侧d处E＝0，即k＝k解得d＝－1，那么电场强度为0的点坐标是x＝－1，即(－∞，－1)之间的点沿x轴的负方向，所以电场强度方向沿x轴负方向的点所在的区域(0，1)和(－∞，－1)，A、C正确。 3.BC　电场是客观存在的物质，不是理想模型，不是虚拟引入的，A错误；由电场线的定义可得，电场线上某处的切线方向就是该处电场强度的方向，B正确；根据电场线的特点可得，电场线越密集的地方，场强越大，C正确；试探电荷的运动轨迹由初速度和受到的合力共同决定，可能沿电场线也可能不沿电场线，D错误。 [综合训练] 1.D　设A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小分别为EA、EB，由题意可知EA和EB的矢量和垂直于AB，则有EAcos 37°＝EBcos 53°，解得＝，故选D。 2.D　根据E＝可知Fq图像斜率表示电场强度，由题图可知Ea>Eb，根据题意无法得出Ea和Eb具体的数量关系，故选D。 3.C　由题意，设BC长度为r，根据场强的叠加法则可得ksin 45°＝k，解得＝，故选C。 4.AD　根据点电荷电场的特征知A、B两点的场强反向延长线相交于一点，此点就是点电荷所在的位置，由几何关系知此点的坐标为，结合电场强度的方向可知此场源点电荷带正电，A正确，B错误；根据点电荷电场强度公式EA＝，EB＝，联立解得EB＝40 N/C，C错误，D正确。 5.解析　(1)小球受力如图所示，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电。 (2)小球的电场力F＝qE， 由平衡条件得F＝mgtan θ， 解得电场强度为E＝mg。 (3)剪断细线后小球受到的重力与电场力的大小和方向都不变，所以小球做初速度为0的匀加速直线运动。设经过t时间小球的速度为v。 小球所受合外力为F合＝， 根据牛顿第二定律得，加速度为a＝， 由运动学公式得v＝at＝。 答案　(1)负电　(2)mg　(3) 6.解析　(1)由电场强度的定义式可得A点的电场强度的大小为 EA＝＝ N/C＝40 N/C，方向沿x轴正方向 由电场强度的定义式可得B点的电场强度的大小为EB＝＝ N/C＝2.5 N/C，方向沿x轴正方向。 (2)由于点电荷在两点产生的电场强度方向相同，且A点电场强度大于B点电场强度，故场源电荷必定在A点的左侧。设场源电荷的坐标为x，则有 EA＝，EB＝ 解得x＝0.2 m 点电荷Q所在位置的坐标为(0.2 m，0)。 答案　(1)EA＝40 N/C，方向沿x轴正方向　EB＝2.5 N/C，方向沿x轴正方向　(2)(0.2 m，0) 学科网（北京）股份有限公司 $$