内容正文:
1.3静电场 电场强度和电场线
目录
【攻核心·技能提升】
1
一、电场强度 1
二、电场线 6
三、点电荷电场 10
12
16
一、电场强度
一、单选题
1.电场中有一点,下列说法正确的是( )
A.若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度减半
B.若点没有试探电荷,则点电场强度为0
C.点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大
D.点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
【答案】C
【详解】AB.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关;若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度保持不变;若点没有试探电荷,则点电场强度不一定为0,故AB错误;
C.根据,可知点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大,故C正确;
D.点的电场强度方向与正试探电荷在该点的受力方向相同,与负试探电荷在该点的受力方向相反,故D错误。
故选C。
2.关于电场,下列说法正确的是( )
A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在
B.处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的
C.根据电场强度的定义式可知,与成正比,与成反比
D.由公式可知,放入电场中某点的检验电荷的电荷量越大,则该点的电场强度越大
【答案】B
【详解】A.电场看不见,摸不着,但电场实际存在,A错误;
B.电荷间的相互作用是通过电场发生的,B正确;
C.电场强度的定义式为,但E与F、q均无关,C错误;
D.由电场强度的决定式可知,E与场源电荷Q成正比,与成反比,与检验电荷无关,所以放入电场中某点的检验电荷电荷量q越大,则该点的电场强度仍然不变。D错误。
故选B。
3.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,一半径为R的球壳表面均匀带有正电荷,电荷量为2q,O为球心,直线ab是过球壳中心的一条水平线,球壳表面与直线ab交于C、D两点,直线ab上有两点P、Q,且。现垂直于CD将球面均分为左右两部分,并把右半部分移去,左半球面所带电荷仍均匀分布,此时P点电场强度大小为E,则Q点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】先将带电球体补全,一半径为R的球体表面均匀带有正电荷,电荷量为2q,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,则在P、Q两点所产生的电场为
左半球面所带电荷在P点的电场强度大小为E,由对称性可知去掉的右半球面所带电荷在Q点的电场强度大小为E,则
故选D。
4.如图,等边三角形位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,若A、B两点放等量异种点电荷,已知A、B连线中点处的电场强度为E,则C点的电场强度为( )
A. B. C. D.E
【答案】A
【详解】设等边三角形的边长为,两点的电荷量大小为,则连线中点处的电场强度
为
点的电场强度为
故选A。
5.在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【详解】连接AE,如图所示
根据几何知识可知
则A点的点电荷在E点产生的场强大小为
B点的点电荷在E点产生的场强大小为
方向水平向左,C点的点电荷在E点产生的场强大小为
方向水平向右,故B、C两处点电荷在E点产生的电场的合场强为
方向水平向右,根据平行四边形定则,可知E点的合场强大小为
故选C。
二、多选题
6.如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中,O是两点电荷连线的中点,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点对称,则( )
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O的场强最大
D.B、O、C三点比较,O点场强最大
【答案】AC
【详解】A.等量异种点电荷的电场分布如图所示
由对称性可知,B、C两点场强大小和方向均向右,A正确;
B.A、D两点场强大小相等、方向均向左,B错误;
CD.在两点电电荷连线的中垂线上,O点场强最大,在两点电荷连线上,O点场强最小,C正确,D错误。
故选AC。
三、填空题
7.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为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,。已知M点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为 ,方向为 (选填“C指向D”或“D指向C”)。
【答案】 C指向D
【详解】[1][2]设球心在O点的球壳为完整的带电荷量为2q的带电球壳,则在M、N两点产生的场强大小为
题图中左半球壳在M点产生的场强为E,则右半球壳在M点产生的场强为
由对称性知,左半球壳在N点产生的场强大小为,方向由C点指向D点。
二、电场线
一、单选题
1.如图所示,图甲中是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上处的检验电荷所受电场力与电荷量间的函数图线,由此可知以下判断可能正确的是( )
A.两点场强相等
B.场源是正电荷,位于点的右侧
C.场源是正电荷,位于点的左侧
D.点场强小于点场强
【答案】C
【详解】AD.由电场强度的定义式得
知图象的斜率表示电场强度大小,图线的斜率大于的斜率,说明处场强大于处的场强,故AD错误;
BC.由于电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。若场源是正电荷,由上一问的结论可知,距离场源较近,即场源位置在的左侧,故B错误,C正确。
故选C。
2.一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为( )
A.,方向与F相反 B.,方向与F相反
C.,方向与F相同 D.,方向与F相同
【答案】C
【详解】根据电场强度的物理意义:电场强度是反映电场本身性质的物理量,仅由电场本身决定,与试探电荷无关。所以,将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,该点的电场强度仍然为,方向与F相同,C正确,故选C。
3.点电荷是最简单的场源电荷,如图为描述某负点电荷产生静电场的电场线。a、b为同一条电场线上的两个点,a点到场源电荷的距离为r,b点到场源电荷的距离为2r。其电场强度大小分别为Ea、Eb。若将一电荷量为-q的试探电荷置于a点,受到的静电力为F。若把试探电荷换成电荷量为+2q的试探电荷,则a点的电场强度Ea为( )
A.,方向与F方向相同 B.,方向与F方向相反
C.,方向与F方向相同 D.,方向与F方向相反
【答案】B
【详解】将一电荷量为-q的试探电荷置于a点,受到的静电力为F,则a点的电场强度Ea=,方向与F方向相反,电场强度是电场本身的属性,与放入试探电荷的电荷量大小无关,所以若把试探电荷换成电荷量为+2q的试探电荷,则a点的电场强度不变。
故选B。
4.在下列电场中,P、Q两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.该选项图中,P、Q两点电场强度大小相同,方向不同。故A错误;
B.由真空中静止的点电荷的电场强度公式
P点比Q点距离点电荷更近,场强更大。故B错误;
C.根据电场线是等间距的平行直线,说明该处电场为匀强电场。P、Q两点电场强度相同。故C正确;
D.电场线密集的地方电场强度大,故该选项图中Q点电场强度大于P点电场强度。故D错误。
故选C。
5.两个静止的带电粒子A、B在电场中的受力方向如图所示,下列判断正确的是( )
A.A、B都带正电
B.A、B都带负电
C.A所在处的电场强度比B所在处的小
D.A所在处的电场强度比B所在处的大
【答案】D
【详解】AB.根据正电荷在电场中所受电场力与电场强度方向相同,负电荷在电场中所受电场力与电场强度方向相反可知带负电,带正电,故AB错误;
CD.根据电场线的疏密程度可知A所在处的电场强度比B所在处的大,故D正确,C错误。
故选D。
6.两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是( )
A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同
B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不同
C.左边电荷带负电,右边电荷带正电
D.两电荷所带电荷量相等
【答案】C
【详解】AB.电场线的疏密代表电场强度的强弱,电场线越密,代表电场越强,电场方向为电场线的切线方向,故从图中可以看出A点、B点电场强度大小和方向均不同,故AB错误;
C.电场线从正电荷指向负电荷,可知左边电荷带负电,右边电荷带正电,故C正确;
D.右边电荷周围的电场线密集,故此电荷的电荷量较大,故D错误。
故选C。
二、解答题
7.如图所示,丙、丁分别为等量同种正点电荷和等量异种点电荷的电场线分布图。据图分析,它们的电场线有什么特点?
【答案】见解析
【详解】(1)丙图等量同种正点电荷的电场线特点:
①两点电荷连线上,中点处电场强度为0,点两侧电场强度逐渐增大,方向指向中点。
②由连线中点沿连线中垂线(面)到无限远,电场线先变密后变疏,即电场强度先变大后变小,方向背离中点。
③关于点对称的点,如丙图上的与、与的电场强度大小相等,方向相反。
(2)丁图等量异种点电荷的电场线特点:
①两点电荷连线上的各点电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向电场强度先变小再变大,中点处电场强度最小。
②两点电荷连线的中垂线(面)上,电场线的方向均相同,即电场强度方向都相同,总与中垂线(面)垂直且指向负点电荷一侧。沿中垂线(面)从中点到无限远处,电场强度一直减小,中点处电场强度最大。
③关于点对称的点,如丁图上的与、与的电场强度相同。
三、点电荷电场
一、单选题
1.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
D.将a处试探电荷电荷量变为,该处电场强度变为原来两倍
【答案】C
【详解】A.电荷量为的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,电场强度方向背离Q,则Q带正电,故A错误;
B.根据公式
知b、c两点电场强度大小相同,但方向不同,故B错误;
C.根据公式,可知
故C正确;
D.场强由电场本身决定,与试探电荷无关,所以a处的试探电荷电荷量变为,该处场强不变,故D错误。
故选C。
2.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
【答案】A
【详解】AD.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;
B.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;
C.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。
3.点电荷是最简单的场源电荷,如图为描述某负点电荷产生静电场的电场线。a、b为同一条电场线上的两个点,a点到场源电荷的距离为r,b点到场源电荷的距离为2r。其电场强度大小分别为Ea、Eb。将一试探电荷置于a点,试探电荷所受静电力大小为F,则该试探电荷在b点所受静电力的大小为( )
A.2F B.4F
C. D.
【答案】D
【详解】根据
可知b点到场源电荷的距离是a点到场源电荷的距离的2倍,则该试探电荷在b点所受静电力的大小为。
故选D。
一、单选题
1.如图甲所示,真空中坐标轴上的某点有一个点电荷(未画出),坐标轴上、两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在点放一个带正电的试探电荷,在点放一个带负电的试探电荷,、两点的试探电荷受到静电力的方向都跟轴正方向相同,静电力的大小跟试探电荷量的关系分别如图乙中直线、所示。忽略、间的作用力。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大小为 B.点的电场强度的方向沿轴负方向
C.点电荷的位置坐标为0.3m D.点电荷是正电荷
【答案】C
【详解】AB.由A处试探电荷的图像可得,该处的场强大小为
方向沿轴正方向
同理可得,B处的场强大小为
方向沿轴负方向,A、B错误;
CD.由A、B的分析可知,点电荷应为负电荷,且在A、B之间,设到A点的距离为,由点电荷的场强公式可得
联立解得
故点电荷的位置坐标为,C正确,D错误。
故选C。
二、解答题
2.如图所示,在点和点各放一个电荷量为的正点电荷,位置到点、的距离均为,且。
(1)点的点电荷在处产生的电场强度为多大?沿什么方向?
(2)点的点电荷在处产生的电场强度为多大?沿什么方向?
(3)处的电场强度为多大?沿什么方向?
【答案】(1),方向
(2),方向
(3),方向与方向成
【详解】(1)A点的点电荷在处产生的电场强度大小为
方向由。
(2)点的点电荷在处产生的电场强度大小为
方向由。
(3)处的电场强度为A点和点的正点电荷单独在点产生的电场强度的矢量和,如图所示
点的电场强度大小为
方向与方向的夹角为
3.如图所示,用30cm长的绝缘细线将质量为4×10-3kg的带电小球P悬挂于O点,当空间中有水平向右、大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏离竖直方向37°角后处于静止状态。求小球的电性、带电量和细线的拉力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】正电,3×10-6C,5×10-2N
【详解】对小球进行受力分析如图所示
电场力方向水平向右,由此可知小球带正电。小球静止时,由平衡条件可得
qE=mgtan37°
解得
q=3×10-6C
细线的拉力
4.如图所示,以坐标原点O为圆心,r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d,空间有方向与x轴正方向相同的匀强电场,同时在O点固定一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为的试探电荷放在c点恰好能处于平衡状态,静电力常量为k,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)取走试探电荷,求a、d两点的场强大小和方向。
【答案】(1);(2),方向水平向右;,方向与水平方向成45°向右上
【详解】(1)由电荷量为- q的试探电荷在c点处于平衡状态,受力分析可得
匀强电场的场强大小为
(2)取走试探电荷,正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外,大小为方向
a点的实际场强为两个等大、同方向场强的合成,为
方向水平向右;
d点的实际场强为两个等大、互相垂直的场强的合成,为
方向与水平方向成45°向右上。
一、单选题
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】ABC.静电场中电场线不相交、不闭合,故B正确、故AC错误;
D.若电场线相互平行,应等间距,故D错误。
故选B。
2.(2024·贵州·高考真题)如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷,假设为正电荷,为负电荷,两电荷在C点的场强如下图,设圆的半径为r,根据几何知识可得
,
同时有
,
联立解得
故选B。
3.(2024·河北·高考真题)如图,真空中有两个电荷量均为的点电荷,分别固定在正三角形的顶点B、C.M为三角形的中心,沿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.已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0,静电力常量的k.顶点A处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】B点C点的电荷在M的场强的合场强为
因M点的合场强为零,因此带电细杆在M点的场强,由对称性可知带电细杆在A点的场强为,方向竖直向上,因此A点合场强为
故选D。
4.(2024·江苏·高考真题)在静电场中的A、B两点放置试探电荷,其受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的关系,分别如图中直线、所示。、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设图像的横坐标单位长度电荷量为,纵坐标单位长度的力大小为根据
可知图像斜率表示电场强度,由图可知
可得
故选D。
二、多选题
5.(2025·湖北·高考真题)如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
( )
A.方向沿x轴负方向
B.方向与x轴负方向成夹角斜向下
C.大小为
D.大小为
【答案】AD
【详解】由题意可知,如图
将五个点电荷等效成
五个点电荷与O点距离为R,设
则O点场强大小为
代入可得
方向沿x轴负方向;
故选AD。
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1.3静电场 电场强度和电场线
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【攻核心·技能提升】
1
一、电场强度 1
二、电场线 3
三、点电荷电场 6
7
8
一、电场强度
一、单选题
1.电场中有一点,下列说法正确的是( )
A.若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度减半
B.若点没有试探电荷,则点电场强度为0
C.点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大
D.点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
2.关于电场,下列说法正确的是( )
A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在
B.处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的
C.根据电场强度的定义式可知,与成正比,与成反比
D.由公式可知,放入电场中某点的检验电荷的电荷量越大,则该点的电场强度越大
3.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,一半径为R的球壳表面均匀带有正电荷,电荷量为2q,O为球心,直线ab是过球壳中心的一条水平线,球壳表面与直线ab交于C、D两点,直线ab上有两点P、Q,且。现垂直于CD将球面均分为左右两部分,并把右半部分移去,左半球面所带电荷仍均匀分布,此时P点电场强度大小为E,则Q点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4.如图,等边三角形位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,若A、B两点放等量异种点电荷,已知A、B连线中点处的电场强度为E,则C点的电场强度为( )
A. B. C. D.E
5.在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A.0 B. C. D.
二、多选题
6.如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中,O是两点电荷连线的中点,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点对称,则( )
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O的场强最大
D.B、O、C三点比较,O点场强最大
三、填空题
7.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为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,。已知M点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为 ,方向为 (选填“C指向D”或“D指向C”)。
二、电场线
一、单选题
1.如图所示,图甲中是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上处的检验电荷所受电场力与电荷量间的函数图线,由此可知以下判断可能正确的是( )
A.两点场强相等
B.场源是正电荷,位于点的右侧
C.场源是正电荷,位于点的左侧
D.点场强小于点场强
2.一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为( )
A.,方向与F相反 B.,方向与F相反
C.,方向与F相同 D.,方向与F相同
3.点电荷是最简单的场源电荷,如图为描述某负点电荷产生静电场的电场线。a、b为同一条电场线上的两个点,a点到场源电荷的距离为r,b点到场源电荷的距离为2r。其电场强度大小分别为Ea、Eb。若将一电荷量为-q的试探电荷置于a点,受到的静电力为F。若把试探电荷换成电荷量为+2q的试探电荷,则a点的电场强度Ea为( )
A.,方向与F方向相同 B.,方向与F方向相反
C.,方向与F方向相同 D.,方向与F方向相反
4.在下列电场中,P、Q两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
5.两个静止的带电粒子A、B在电场中的受力方向如图所示,下列判断正确的是( )
A.A、B都带正电
B.A、B都带负电
C.A所在处的电场强度比B所在处的小
D.A所在处的电场强度比B所在处的大
6.两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是( )
A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同
B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不同
C.左边电荷带负电,右边电荷带正电
D.两电荷所带电荷量相等
二、解答题
7.如图所示,丙、丁分别为等量同种正点电荷和等量异种点电荷的电场线分布图。据图分析,它们的电场线有什么特点?
三、点电荷电场
一、单选题
1.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
D.将a处试探电荷电荷量变为,该处电场强度变为原来两倍
2.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
3.点电荷是最简单的场源电荷,如图为描述某负点电荷产生静电场的电场线。a、b为同一条电场线上的两个点,a点到场源电荷的距离为r,b点到场源电荷的距离为2r。其电场强度大小分别为Ea、Eb。将一试探电荷置于a点,试探电荷所受静电力大小为F,则该试探电荷在b点所受静电力的大小为( )
A.2F B.4F
C. D.
一、单选题
1.如图甲所示,真空中坐标轴上的某点有一个点电荷(未画出),坐标轴上、两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在点放一个带正电的试探电荷,在点放一个带负电的试探电荷,、两点的试探电荷受到静电力的方向都跟轴正方向相同,静电力的大小跟试探电荷量的关系分别如图乙中直线、所示。忽略、间的作用力。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大小为 B.点的电场强度的方向沿轴负方向
C.点电荷的位置坐标为0.3m D.点电荷是正电荷
二、解答题
2.如图所示,在点和点各放一个电荷量为的正点电荷,位置到点、的距离均为,且。
(1)点的点电荷在处产生的电场强度为多大?沿什么方向?
(2)点的点电荷在处产生的电场强度为多大?沿什么方向?
(3)处的电场强度为多大?沿什么方向?
3.如图所示,用30cm长的绝缘细线将质量为4×10-3kg的带电小球P悬挂于O点,当空间中有水平向右、大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏离竖直方向37°角后处于静止状态。求小球的电性、带电量和细线的拉力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
4.如图所示,以坐标原点O为圆心,r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d,空间有方向与x轴正方向相同的匀强电场,同时在O点固定一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为的试探电荷放在c点恰好能处于平衡状态,静电力常量为k,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)取走试探电荷,求a、d两点的场强大小和方向。
一、单选题
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·贵州·高考真题)如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于( )
A. B. C. D.2
3.(2024·河北·高考真题)如图,真空中有两个电荷量均为的点电荷,分别固定在正三角形的顶点B、C.M为三角形的中心,沿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.已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0,静电力常量的k.顶点A处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4.(2024·江苏·高考真题)在静电场中的A、B两点放置试探电荷,其受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的关系,分别如图中直线、所示。、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(2025·湖北·高考真题)如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
( )
A.方向沿x轴负方向
B.方向与x轴负方向成夹角斜向下
C.大小为
D.大小为
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