内容正文:
假期作业22 电场 电场强度
真空中某一点电荷+Q,产生
的电场中,在距+Q 为r 的A 点
放入试探电荷+q,其受到的电场力为F.那么
A点的电场强度可用E=Fq
表示,也可用E=kQr2
表示,两个式子的物理意义有所不同.
(1)根据电场强度的定义式E=Fq
可知,E 与F
成正比,与q成反比. ( )
(2)根据E=Fq
,由于q有正负,故电场中某点
的场强有两个方向. ( )
(3)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向
相同,当 该 点 放 置 负 电 荷 时,电 场 强 度
反向. ( )
(4)由公式E=kQr2
可知,放入电场中某点试探
电荷的电荷量q越大,则该点的电场强度
越大. ( )
(5)电场中某点电场强度既有大小,又有方向,
是矢量. ( )
(6)电场中某点电场强度的大小与方向可以用
电场线来形象的描述. ( )
◆[知识点一] 电场 电场强度
1.(多选)关于电场,下列说法正确的是( )
A.电荷周围一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,不
依赖我们的感觉而客观存在
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生
的,电场最基本的性质是对放在其中的
电荷有力的作用
D.电场只能存在于真空中和空气中,不可
能存在于物体中
2.(2025天津崇化中学高二期中)若在电场
中的某点A 放一试探电荷+q,它所受到的
静电力大小为F,方向水平向右.下列说法
中正确的是 ( )
A.若将q移走,则该点的电场强度为零
B.在A 点放一个负试探电荷,A 点的电场
强度方向为水平向左
C.在A 点放一个负试探电荷,它所受静电
力方向水平向左
D.在A 点放一个电荷量为+2q的试探电
荷,它所受的静电力仍为F
3.(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
Ea
Eb
等于 ( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1
◆[知识点二] 点电荷的电场 电场强度的
叠加
4.下列关于电场的说法正确的是 ( )
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电
场力成正比
C.公式E=kQr2
只适用于真空中点电荷产生
的电场
D.由公式E=kQr2
可知,在离场源电荷非常
近的地方,即r→0处,电场强度E 可达
无穷大
05
5.如图所示,在三角形ABC 的
A 点和C 点分别固定两个点
电荷,已知B 点的电场强度
方向垂直于BC 边向上,那么 ( )
A.两点电荷都带正电
B.两点电荷都带负电
C.A 点的点电荷带正电,C 点的点电荷带
负电
D.A 点的点电荷带负电,C 点的点电荷带
正电
6.(2025桂林十八中高二月考)如图所示,按
A、B、C、D四种方式在一个正方形的四个顶
点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图
中标出,其中正方形中心电场强度最大的是
( )
◆[知识点三] 电场线
7.如图所示,a、b、c为某静电场
中的三个点,则 ( )
A.a、b两点的场强大小相等
B.a、b两点的场强方向相同
C.a、c两点的场强大小相等
D.a、c两点的场强方向相同
8.A、B 是一条电场线上的两个点,
一带负电的微粒仅在静电力作
用下以一定的初速度从A 点沿
电场线运动到B 点,其vGt图像如图所示,
则此电场的电场线分布可能是 ( )
9.电荷量相等的一对
正、负电荷的电场线
如图所示,关于图中
a、b、c三点,下列说
法正确的是 ( )
A.a点电场强度最大
B.b点电场强度最大
C.c点电场强度最大
D.b点电场强度为零
10.(多选)用电场线能很直观、很方便地比较
电场中各点电场强度的强弱,图甲是等量
异种点电荷形成电场的电场线,图乙是电
场中的一些点:O 是电荷连线的中点,E、F
是连线中垂线上相对O 对称的两点,B、C
和A、D 也相对O 对称,则 ( )
A.B、C两点电场强度大小相等,方向相同
B.A、D 两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点电场强度最强
D.B、O、C三点比较,O点电场强度最强
1.均匀带电的球壳在球外空
间产生的电场等效于电荷
集中于球心处产生的电场.
如图所示,在半球面AB上
均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为
R,CD为通过半球面顶点与球心O的轴线,在
轴线上有M、N 两点,OM=ON=2R.已知M
点的场强大小为E,则N 点的场强大小为
( )
A.kq2R2-E B.
kq
4R2
C.kq4R2-E D.
kq
4R2+E
2.(2024河北卷)如图,真空中有两个电荷量
均为q(q>0)的点电荷,分别固定在正三角
形ABC的顶点B、C.M 为三角形ABC 的
中心,沿AM 的中垂线对称放置一根与三角
形共面的均匀带电细杆,电荷量为q
2.
已知
正三角形ABC 的边长为a,M 点的电场强
度为0,静电力常量为k.顶点A 处的电场强
度大小为 ( )
A.2 3kq
a2
B.kq
a2
(6+ 3)
C.kq
a2
(3 3+1) D.kq
a2
(3+ 3)
15
4.A [A 受到B、C两点电荷的库仑力,如图
所示.根据 库 仑 定 律 有 FBA =k|QB|QArBA2 =
9×109×4×10-9×3×10-9
0.012 N=1.08×10
-3 N,
FCA =kQCQArCA2 =
9×109×3×10-9×3×10-9
0.032 N=9×10
-5 N,
规定沿这条直线由A 指向C 为正方向,则点电荷A 受到的
合力大小为FA=FBA-FCA=(1.08×10-3-9×10-5)N=
9.9×10-4 N,故 A正确.]
5.D [点电荷 B、C对点电荷 A 的静电力
大小 相 等,为 FBA =FCA =k|qAqB|r2 =
9×109×2×10-6×1×10-6
0.012 N=180N
,
如图所示,A 受大小相等的两个静电力,
两静电力夹角为60°,由平行四边形定则和几何知识得 A受到
的静电力的合力大小为F=2FBAcos30°=2×180× 32 N=
180 3N,方向沿∠BAC的角平分线,故 D正确.]
6.A [由题意,结合几何关系可得
ac=bc= 3l2cos30°=l
,小 球c受
到小球a的库仑力F1=kq
2
l2
,同
理小球c受到小球b的库仑力F2=F1,且两力夹角为60°,
如图所示,所以根据力的平行四边形定则,小球c受到小球
a、b库仑力的合力大小F=2F1cos30°= 3kq
2
l2
,方向平行
于ab向右,故 A正确,B、C、D错误.]
7.解析:a和b电荷量为+q,c和d 电荷量为-q,则c、d 电荷
对a 电荷的静电力为引力,b电荷对a 电 荷 的 静 电 力 为 斥
力.根据库仑定律可得Fca= kq
2
(2l)2
,Fba=Fda=
kq2
l2 b
、d 电
荷对a 电荷的合力为F合 = 2kq
2
l2
,其方向与c电荷对a 电荷
的静电力的夹角为90°.根据力的合成法则,a电荷受到的其
他三个电荷的静电力的合力大小F= F合2+Fca2=3kq
2
2l2 .
答案:3kq
2
2l2
8.D [由叠加原理可知带电小物块在a处所受电场力大小为
F电 = 2kQ
2
2L2
,方向由a指向P,由平衡条件可知小物块所受
的摩擦力大小应等于小物块所受电场力与F 的合力大小,
由矢量运算法则知f=2F电 cos30°= 6kQ
2
2L2
,D正确.]
9.BD [对球 A 受力 分 析,A 受 三 个 力 的 作 用,即 重 力 GA,
墙壁对 A 的弹 力 FA 和 B对 A 的 静 电 力 FBA,FA 与 FBA
的合力与其重力大小相等,当将小球 B向 左 推 动 少 许 时,
FBA与竖直方向的夹角逐渐减小,则可以判断出FA 减小,
FBA也减小,B正 确;对 A、B整 体 受 力 分 析 可 知,F=FA,
故推力F 也将减小,A 错误;地面对小球 B的弹力和小 球
A 和 B的重力平衡,因此地面 对 B的 弹 力 保 持 不 变,C错
误;由于两球之间的静电力减小,故两 小 球 之 间 的 距 离 增
大,D正确.]
素养培优
解析:(1)由初始 B球的加速度等于零及 B球带正电荷,可
知 A球带正电荷,对B球受力分析,沿斜面方向B球受到的
合力为零,即F0-mgsinα=0,
根据库仑定律得F0=kQqL2
,解得Q=mgL
2sinα
kq .
(2)两球距离为L′时,A 球加速度方向沿斜面向下,根据牛
顿第二定律有F+2mgsinα=2ma1,B球加速度方向沿斜面
向下,根据牛顿第二定律有mgsinα-F′=ma2,
依题意:a1∶a2=11∶5,且F=F′,
解得F′=49mgsinα
,
又F′=kQqL′2
,联立解得L′
L =
3
2.
答案:(1)mgL
2sinα
kq
正电
(2)32
假期作业22
情景辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
技能提升
1.ABC [电荷周围存在着电场,电场对电荷有力的作用,电荷
之间的相互作用是通过电场而产生的,AC 正确;电场是一
种特殊 的 物 质,在 真 空 中、物 体 中 都 能 存 在,B 正 确,D
错误.]
2.C [电场中某点的电场强度只由电场本身决定,与试探电
荷无关,若将q移走,A 点的电场强度保持不变,A 错误;在
A 点放一个正试探电荷时,受到的静电力水平向右,可知A
点的电场强度方向水平向右;在A 点放一个负试探电荷,A
点的电场强度方向仍水平向右,负试探电荷所受的静电力方
向水平向左,B错误,C 正确;在 A 点放一个电荷量为+2q
的试探电荷,由于A 点的电场强度不变,则试探电荷所受的
静电力为2F,D错误.]
3.D [FGq设图像的横坐标单位长度电荷量为q0,纵坐标单位
长度的力大小为F0,根据E=
F
q
,可知FGq图像斜率表示电
场强度,由图可知Ea=
4F0
q0
=4
F0
q0
,Eb=
4F0
4q0
=
F0
q0
可得
Ea
Eb
=4∶1,故选 D.]
4.C [公式E=Fq
是电场强度的定义式,是运用比值法定义
的,适用于任何电场,E 与q、F 无关,故 A、B错误;公式E=
kQ
r2
是根据库仑定律推导出来的,只适用于真空中点电荷产
生的电场,在离场源电荷非常近的地方(r→0),不能将该带
电体看成点电荷,公式不再适用,故 C正确,D错误.]
5.D [B 点 的 电 场 强 度 方 向 垂 直 于
BC 边向上,则A 点的点电荷在B 处
的电场强度方向是沿BA 指向A,C
点的点电荷在B 处的电场强度方向
是沿CB 指向B,这样二者矢量和才能垂直于BC边向上,如
图所示,则分析可知A 点的点电荷带负电,C 点的点电荷带
正电,故 D正确,A、B、C错误.]
6.A [根据E=kQ
r2
,结合矢量合成法则,设正方形顶点到正方
形中心的距离为r,则方式 A中中心处的合电场强度大小为
E=2 2kQ
r2
;方式B中两个负点电荷在正方形中心处合电场
强度为0,两个正点电荷在中心处合电场强度为0,因此中心
处的电场强度大小为0;同理,方式 C中正方形对角线的两
负点电荷的电场强度在中心处相互抵消,而正点电荷在中心
处叠加后电场强度大小为E=kQ
r2
;方式 D中,在中心处的电
场强度大小为E= 2kQr2
.综上比较,正方形中心电场强度最
大的是 A.]
18
7.B [电场线的疏密表示场强的大小,越密场强越大,由图可
知,Ea>Eb>Ec,A、C错误;电场线的切线方向表示场强的
方向,由图可知a、b两点的场强方向相同,a、c两点场强方向
不同,B正确,D错误.]
8.A [负点电荷在电场力的作用下由A 运动到B,并由vGt图
像知,负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动.由F=ma得
电场力越来越大,即A→B 电场强度越来越大,电场线分布
越来越密.又由于负电荷所受电场力方向与速度方向相反,
可知场强方向为由A 到B.故 A正确.]
9.C [根据电场线的疏密程度可知c点的电场强度最大,C正
确,A、B、D错误.]
10.AC [根据等量异种点电荷电场的分布情况可知,B、C 两
点对称分布,电场强度大小相等,方向相同,选项 A 正确;
根据对称性可知,A、D 两处电场线疏密程度相同,A、D 两
点电场强度大小相同,方向相同,选项B错误;E、O、F 三点
中O 点电场强度最强,选项 C正确;B、O、C三点比较,O 点
电场强度最小,选项 D错误.]
素养培优
1.A [左半球面AB 上的正电荷产生的电场等效为带正电荷
量为2q的整个球面的电场和带电荷量为-q的右半球面的
电场的合电场,则E=k 2q4R2-E′
,E′为带电荷量为-q的右
半球面在M 点产生的场强大小.带电荷量为-q的右半球
面在M 点的场强大小与带正电荷量为q 的左半球面AB 在
N 点的场强大小相等,则EN =E′=k 2q4R2-E=
kq
2R2-E
,A
正确.]
2.D [B 点,C 点 的 正 电 荷 在 M 的 场 强 的 合 场 强 为E=2
kq
3
3a
æ
è
ç
ö
ø
÷
2cos60°=
3kq
a2
,由于 M 点与A 点关于带电细杆对称,
故细杆在A 处产生的电场强度大小EA =
3kq
a2
,方向竖直向
上,B 点C 点 的 正 电 荷 在A 点 的 合 场 强E=2kq
a2
cos30°=
3kq
a2
,故A 点的电场强度大小E=E′合 +E6=(3+3)
kq
a2
,D
正确.]
假期作业23
情景辨析
(1)√ (2)× (3)√ (4)√
技能提升
1.A [导体处于静电平衡状态时,导体内部电场强度处处为0,
感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q 在此处产
生的电场强度大小相等,方向相反,故 A正确,B、C、D错误.]
2.AB [金属球在达到静电平衡状态后,左侧感应出正电荷,
故 A正确;发生静电感应时,导体内部合场强为零,所以感应
电荷在金属球内部产生的场强与外部点电荷在金属球内部
产生的场强大小相等,方向相反,所以感应电荷在球心处所
激发的电场强度大小为E=kQ9r2
,方向水平向右,故 B正确;
用一小段导线的一端接触金属球的左侧,另一端接触金属球
的右侧,则导线和金属球成为一个导体,左侧依然带正电荷、
右侧依然带负电荷,故 C错误;如果用导线的一端接触金属
球的右侧,另一端与大地相连,则金属球和大地相当于一个
新的大导体,在靠近点电荷的一端即金属球右侧感应出负电
荷,在远离场源电荷的一端即大地感应出正电荷,即有电子
流入金属球,故 D错误.]
3.C [达到静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,金属球
上感应电荷产生的场强与带电的细杆 MN 产生的场强大小
相等、方向相反,相互抵消.c点离带电的细杆 MN 最近,带
电的细杆MN 在c点处产生的场强最大,则金属球上感应电
荷在c点处产生的场强最大,即Ec 最大.]
4.C [处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,故a、b
两点的场强大小Ea、Eb 的关系为Ea=Eb,故 A、B错误;处
于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,则感应电荷在
a、b两点产生的场强应该和外部电场在a、b两点产生的场
强大小相等、方向相反,根据E=kQr2
可知Ea′>Eb′,故 C正
确,D错误.]
5.A [避雷针利用了尖端放电的原理,在发生雷电时,避雷针
上产生的感应电荷通过尖端放电,中和了云层中的电荷,可
以使建筑物免遭雷击,故 A正确,BCD错误.]
6.AD [避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施,D 正
确;根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知底端带
负电的云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷,A 正确,B错
误;由于电荷更容易集中到尖端,从而避雷针尖端附近的电
场强度比避雷针底端附近的电场强度大,C错误.]
7.BC [屏蔽服的作用是在穿上后,使处于高压电场中的人体
内电场强度处处为零,从而使人体免受高压电场及电磁波的
危害,可知BC正确,AD错误.]
8.B [A 在空心金属球内,由于静电感应,使得 C的外表面带
正电,B、C相互吸引,所以 B向右偏;C可以屏蔽外部电场,
所以B的电荷及 C的电荷对 C的空腔无影响,所以 A 位置
不变,B正确,A、C、D错误.]
9.AC [静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的
作用下被吸附到工件上,而达到喷漆的目的,故 A 正确;由
题图知,待喷漆工件带正电,所以涂料微粒应带负电,故 C
正确,B、D错误.]
素养培优
BC [金属棒达到静电平衡时,内部电场强度处处为0,由于
负电荷q在棒中心O 处产生的电场方向沿Oq 连线且指向
q,所以棒上感应电荷在棒中心O 处产生的电场方向沿qO
连线且指向O 右侧,大小与q在O 点产生的电场强度相等,
则有E= kq
(R+l2
)2
,故 A、D错误,B、C正确.]
假期作业24
情景辨析
(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
技能提升
1.BC [静电力做功的多少与电荷运动路径无关,故 A 错误;
静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关,所以电荷
从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,故 B正确;正
电荷沿着电场线方向运动,则正电荷受到的静电力方向和电
荷的运动方向相同,故静电力对正电荷做正功;同理,负电荷
逆着电场线的 方 向 运 动,静 电 力 对 负 电 荷 做 正 功,故 C 正
确;电荷在电场中运动,虽然有静电力做功,但是电荷的电势
能和其他 形 式 的 能 之 间 的 转 化 满 足 能 量 守 恒 定 律,故 D
错误.]
2.BC [从a移到c,点电荷Q 产生的电场对点电荷N 不做
功,在匀强电场中,a、c两处电势相等,电场力对点电荷 N 也
不做功,故 A 错误,B正确;从d移到b,点电荷Q 产生的电
场对点电荷N 不做功,匀强电场对点电荷 N 做功为W=qE
2r=2qEr,所以电场力做功为2qEr,故 C正确,D错误.]
3.AB [正电荷从A 移到B,静电力做正功,电势能减少,选项
A正确,选项 C错误;负电荷从A 移到B,静电力做负功,电
势能增加,选项B正确,选项 D错误.]
4.BC [两个等量正点电荷连线中点O 的电场强度为零,无穷
远处电场强度也为零,故从O 点沿着中垂线向上到无限远
处电场强度先增大后减小,电场强度最大的点可能在 M、N
连线之间,也可 能 在 N 点 以 上,还 可 能 在 M 点 以 下,A 错
误;等量同种正点电荷的连线的中垂线的电场方向由O 点
指向远处,所以 M 点的电势高于N 点的电势,B正确;同一
负电荷在电势越高的地方电势能越小,因为 M 点的电势高
于N 点的电势,所以负电荷在 M 点的电势能小于在N 点的
电势能,C正确;如果只受静电力作用正电荷从 M 点由静止
28