9.3 电场与电场强度 同步练 -2025-2026学年高二上学期物理沪科版必修第三册【阿波罗计划】

【阿波罗计划·物理必修三】：9.3 电场力与电场强度 【知识梳理】： 1. 电场真实存在。试探电荷：存在电场；场源电荷。 首先提出电场概念的科学家：法拉第 2. （1）电场线：描述电场，不真实存在——类比磁场与磁感线 电场线不是运动轨迹线 （2）场强方向：正电荷在该点的受力方向 场大小：疏密 3. 电场强度： （其中q为试探电荷） 类比加速度： 比值定义法：电场强度与分子，分母均无关。 与库仑定律联立： （适用于点电荷，Q为场源电荷） 当r→0时，该公式不适用（此时库仑定律不适用） 单位：N·C-1 国际单位制基本单位：kg·m·A-1·s-3 注意是矢量，有方向 4. 电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。 点电荷产生的电场的电场线：线性，均匀分布 5. 电场线　匀强电场： （1）电场线 a.概念：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 b.特点 ①电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷。 ②电场线在电场中不相交（类比磁感线） ③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏 （2）匀强电场 a.概念：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。 b.特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线 ②场强大小处处相等，电场线疏密程度相等 c.实例：相距很近、带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场（边缘除外），可以看作匀强电场。 6. 特殊场强叠加：圆环：圆心E=0 圆球：看成点电荷 金属板：看成等量异种电荷 非点电荷电场：利用对称性 7.  以下是几种点电荷的电场线的分布情况，请标出图中各电荷的电性。 8. 电场线与电场力，电场强度的基本作图： （1）试在图甲中画出点电荷P周围的电场线的分布图． （2）试在图乙中画出两块相互平行、带等量异号电荷的金属板之间的电场线的分布图． （3）如图丙为某区域的电场线图，A、B、C为电场中的三点，在图中画出分别放在A、B两点处的正、负电荷所受电场力的方向和C点处的电场强度方向． （4）如最右图所示是某电场中的电场线，请画出点a点的场强方向和电荷-q在b点所受电场力的方向。 9. 如图中各方框内给出的均是电场的部分电场线，它们分别对应哪种电荷系统周围的电场线？ 总结：图(a)是匀强电场，平行金属板间的电场可为图(a)中的匀强电场；图(b)是等量正电荷产生的电场 图(c)是等量异种电荷产生的电场，左边为正电荷，右边为负电荷；图(d)是点电荷产生的电场，图中为正电荷 图(e)是等量负电荷产生的电场 10. 等量异种电荷场强强度总结： 如图所示，在两个等量异号点电荷产生的电场中有A、B、C三点，都在两个电荷的连线上，B处于两点电荷连线的中点，AB=AC，均A,B,C均为两点电荷连线的四等分点。 （注：电场强度的判断看电场线的疏密） ①：两点连线从负到正，电场强度先减小后增大。 ②：中垂线（从中点到两头）：逐渐减小。 ③：若某正电荷先后放在A、B、C三点，该电荷在A、B、C三点所受的电场力大小满足：，方向均水平向右。 ④：两个电荷连线（直线）的中垂线上任意一点场强方向相同，大小也相同 11. 类比8的研究过程，可知等量同种点电荷的电场： ①两点连线（从左到右）：电场强度先减小后增大； ②中垂线（从中点到两头），电场强度先增大后减小 12. 为了测定元电荷的数值，某物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置。 实验操作步骤如下； ①按图示装置安装好器材； ②调节实验仪器，使间距为d的平行金属板处于水平位置； ③闭合电源开关，通过喷雾器把油滴（由于摩擦，油滴带负电）通过平行金属板的上极板中间的小孔喷入电场中； ④通过显微镜来观察，找到悬浮不动的油滴，根据观测数据算出油滴的质量为m； ⑤根据平行金属板上所加的已知电压U，算出油滴的电荷量。 （1）平行金属板之间的电场是匀强电场 （2）平行金属板的下极板带负电 13．在一个点电荷Q附近的c点放置检验电荷，先后在c点放置电荷量不同的检验电荷，检验电荷所受的电场力也不一样。下面的图像描述的是检验电荷受力的大小F与其电荷量q的关系，A、B各代表一组F、q的数据，正确的是（　C　） 过原点的倾斜直线 A． B． C． D． 解题思路：放试探电荷，找对称点 【同步巩固练习】：夯实双基，根深叶茂 一. 选择题 1．关于电场线的理解，正确的是（  ） A．电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向不一样 B．在匀强电场中，电场线不平行 C．负的点电荷的电场线不是直线 D．电场线越密的地方，场强越大，电场线越疏的地方，场强越小 2．已知电场强度电场强度： ，下列关于电场强度的说法正确的是（ ）（多选题） A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 B． 中的E是式中q所产生的电场的场强大小 C． 中的E是某电场的场强，式中Q是放入此电场中的点电荷 D．点电荷的电场强度公式表明，真空中的点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的 二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍 E．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 F．P点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向 G．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 H．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同 3．某电场的电场线分布如右图所示，则（　　） A．电荷P带负电 B．电荷P的电性无法判断 C．a点的电场强度小于b点的电场强度 D．c、d两点的电场强度大小不同，方向相同 4．在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的是（　 ） A． B． C． D． 5．下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是（图片从左到右依次对应A,B,C,D选项）（ ） A．以正点电荷为圆心的同一圆周上的两点 B．负点电荷电场中同一电场线上的两点 C．与匀强电场电场线垂直的直线上的两点 D．等量异号点电荷连线中垂线上的两点 6．下列四个电场中，a、b两点电场强度不相同的是（　　）（多选题） A． B． C．D． 7．如图所示，M，N为某电场中的两点，下列说法正确的是（       ） A．该电场是匀强电场 B．该电场一定是点电荷产生的电场 C．M点的电场强度比N点的小 D．在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反 8．图示为静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（　　） A．这个电场可能是负点电荷形成的 B．C点处的场强为零，因为那里没有电场线 C．点电荷q在A点所受到的电场力比在B点所受电场力大 D．负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点切线向下 9．如图所示是某电场中的电场线分布示意图，在该电场中有A、B两点，下列结论正确的是（       ） A．A点的电场强度比B点的小 B．A点的电场强度方向与B点的电场强度方向相同 C．将同一点电荷分别放在A、B两点，点电荷所受静电力在A点比在B点大 D．因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受静电力的作用 10．如图所示，一电子沿两个等量正点电荷连线的中垂线由某点A向O点匀速运动，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可能是（　　） A．先变小后变大，方向由O指向A B．先变大后变小，方向由A指向O C．一直变小，方向由O指向A D．一直变大，方向由O指向A 11．两个带等量正电荷的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线且交PQ于O点，A点为MN上的一点，一带负电的试探电荷q在静电力作用下运动，则 （ ） A．若q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小一定先增大再减小 B．若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动 C．q由A点向点O运动时，电场力逐渐减小，动能逐渐增大 D．若在A点给q一个合适的初速度，它可以做类平抛运动（水平初速度方向不变，竖直方向受到恒力作用） E．若q由A点向点O运动时电场力逐渐减小，则动能逐渐增大 12．电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；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．E、F两点场强不同 B．A、D两点场强不同 C．B、O、C三点，O点场强最小 D．只在静电力作用下，电子在O点的加速度小于它在E点的加速度 13．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的电场力大小的函数关系，由此可判断（　　） A．电场方向一定由A指向B B．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 14．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从A点沿电场线运动到B点，其x-t图像为如图所示的抛物线，则这一电场可能是下图中的（　　） A． B． C． D． 15．如图所示的坐标系中，在（-a，0）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（0，-a）位置放置电荷量为q的负点电荷，现要在两坐标轴上的某点放置一个点电荷Q，使得P（-a，-a）点的电场强度为零，则关于Q的说法正确的是（　　）         A．点电荷Q的坐标为（0，-2a），带负电荷，电荷量 B．点电荷Q的坐标为（0，0），带正电荷，电荷量2 C．点电荷Q的坐标为（-2a，0），带负电荷，电荷量2 D．点电荷Q的坐标为（-2a，0），带正电荷，电荷量 16．如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心，半径分别为r或2r球面上的三点，电荷量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，则（　　） A．Q带负电 B．b、c两点电场强度相同 C．a、b两点的电场强度大小之比为4:1 D．将a处试探电荷电荷量变为+2q，该处电场强度变为原来两倍 17．在x轴上有两个点电荷，一个带正电，一个带负电，。用和分别表示两个点电荷所产生的场强大小。关于在x轴上的电场强度，下列说法中正确的是（　　） A．之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2 B．之点只有一处，该处合场强为零 C．之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2 D．之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2 18．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（　　） A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向 C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向 19．如图所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度的大小为4N/C B．B点的电场强度的方向沿x轴正方向 C．点电荷Q的位置坐标为0.6m D．点电荷Q是负电荷 20．如图所示，真空中电荷量为+q的点电荷与均匀带电量为-Q的薄板相距R，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O，该垂线上有abcd四点，且满足ab=bO=Oc=cd=R。若a点的电场强度为0，静电力常量为k，下列说法中正确的是（　　） A．带电薄板产生的电场在d点的电场强度的大小为 B．d点的电场强度的大小为 C．d点的电场强度的大小为 D．d点的电场强度的方向沿着cd连线由d指向c 二. 填空题 21．如图所示为匀强电场中的一簇电场线，A、B为电场中的两点，若在A点放一试探电荷电荷，带电荷量为q=2.0×10-8C，受电场力大小4×106N，方向向左。则A点电场强度的大小为___________N/C，方向___________。 22．如图所示，水平匀强电场中，一带电荷量为－q，质量为m的小球静止在倾角为θ的光滑斜面上，则场强方向______（填“水平向左”、“水平向右”）及场强的大小为______。 23．如图，真空中有三个电荷量相等的点电荷A、B、C，它们固定在等边三角形的三个顶点上，A、B带正电，C带负电，三角形的中心O处的电场强度大小为E。当把点电荷C移至AB连线的中点D时，中心O处的电场强度大小为_________。 第21题图 第22题图 第23题图 24．如图所示，光滑绝缘水平面上，有两个质量相等的带电物体P、Q，中间用不可伸长的轻质绝缘细绳相连，物体P所带电量为-q1，物体Q所带电量为+q2，且q1<q2，在水平面上方加上场强大小为E、方向水平向右的匀强电场，则当两物体运动达到稳定时（不考虑P、Q之间的库仑力），中间细绳拉力大小为____________。 25．如右图，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___________。 26．如图所示，一个均匀带电的细圆环带电荷量为，半径为R，放在绝缘水平桌面上。在圆心O的正上方距O高为R的A点电场强度大小为___________，方向为___________。 第24题图 第25题图 第26题图 三. 计算题 27．如图所示，有一固定的点电荷，左方的A点处有一个负电荷，其电荷量为-1×109C。测出受到的电场力F为2×10-5N，方向水平向右。 （1）求：点电荷产生的电场在A点的电场强度。 （2）如把A点电荷的电荷量变为5，其他条件不变，求：产生的电场在A点的电场强度和该5电荷受到的电场力。 28．如图所示，在平面直角坐标系中，O为坐标原点。在x轴的15cm，15cm的位置分别固定A、B两个点电荷，其中A电荷的带电量2×10-8C，B电荷的带电量2×10-8C。M是+y轴上一点，M点到A、B两电荷的距离均为d=30cm。已知静电力常量为k=9.0×109N·m2·C-2 （1）A电荷对B电荷的库仑力、A电荷在位置产生的电场强度； （2）A、B两电荷在坐标原点O产生的电场强度： （3）A、B两电荷在M点产生的电场强度。 29．如图所示，两等量异种电荷中垂线上用绝缘丝线将一带负电小球悬挂，静止后小球恰好静止在AM的中点N处。已知AN=NM=L，且绝缘丝线ON=2L，等量异种电荷A、B的电荷量均为Q，带负电的小球电荷量也为Q，其质量为m，静电力常数为k，求： （1）带电小球所受总的库仑力F； （2）小球所带的电荷量Q； （3）等量异种电荷A、B在N处产生的总场强E 【提高练习】：逐梦远航 一. 选择题 1．如图所示，在坐标轴x=0和x=5cm处，分别放电荷量为、的两点电荷A、B，测得C处（x=9cm）电场强度为0，不考虑其它电场的影响，则下列说法正确的是（　　）（多选题） A．A和B一定是异种电荷 B．||:||=81:16 C．轴上x=3cm与x=7cm处电场强度大小相等，方向相同 D．轴上x=3cm与x=10cm处电场强度方向一定相同 二. 计算题 2．点电荷分布在两个半径不同的同心圆周上，所带电荷量如图所示。写出圆心处电场强度的表达式；若在圆心放一个电荷量大小为q的负电荷，它所受电场力为多大，方向如何？ 黄夫人配套视频：高一高二下，选修3-1 电场视频序号：5 6 7 15 16 17 18 19 20 21 请认真观看后完成习题并自批自改。 错误矫正：场强方向：正电荷在该点的受力方向，试探电荷不一定是正电荷（黄夫人视频中说是试探电荷受力方向，该说法错误） 参考答案： 【基础练习】 一. 选择题 1．D 2．DG 3．C 4．C 5．C 6．ABC 7．D 8．C 9．C 10．C 11．BE 12．C 13．B 14．D 15．C 16．C 17．A 18．B 19．D 20．AD 二. 填空题 21． 200 向右 22． 水平向左 23． 24． 25． 2:1 26． 由O指向A 三. 计算题 27．（1）E=2×104N·C-1 方向水平向左 （2）2×104N·C-1 方向为水平向左；1×10-4N 方向为水平向右 28．（1）4×10-5N 2×103N·C-1 方向：+x方向 （2）1.6×104N·C-1 方向：+x方向 （3）2×103N·C-1 方向：+x方向 29．（1） （2） （3） 【提高练习】 一. 选择题 1．ABD 二. 计算题 2．E , 竖直向上 学科网（北京）股份有限公司 $$