6.1 电场 电场强度 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题六 电与磁及其应用 第一节 电场 电场强度同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于电场的说法，正确的是（ ） A. 电场是假想的物质，实际不存在 B. 电荷之间的相互作用是通过电场发生的 C. 只有带电体周围才存在电场 D. 电场对放入其中的电荷一定做正功 2. 关于电场强度的定义，下列说法正确的是（ ） A. 电场强度E与试探电荷的电荷量q成正比 B. 电场强度E与试探电荷受到的电场力F成反比 C. 电场强度E是描述电场力的性质的物理量，与试探电荷无关 D. 电场强度的单位是库仑（C） 3. 建筑施工中，干燥环境下的塑料管材容易带静电，其周围存在电场，若将一个电荷量q=2×10⁻⁸C的试探电荷放入该电场中，受到的电场力F=4×10⁻⁶N，则该点的电场强度E为（ ） A. 2×10²N/C B. 8×10⁻¹⁴N/C C. 2×10⁻²N/C D. 8×10¹⁴N/C 4. 电场强度的定义式为E=F/q，下列关于该公式的说法正确的是（ ） A. 适用于所有电场 B. 仅适用于点电荷产生的电场 C. 适用于匀强电场，不适用于非匀强电场 D. 公式中F是场源电荷受到的力 5. 关于电场线的特性，下列说法错误的是（ ） A. 电场线起始于正电荷，终止于负电荷 B. 电场线的切线方向表示该点的电场强度方向 C. 电场线越密集的地方，电场强度越大 D. 电场线可以相交 6. 下列关于匀强电场的说法，正确的是（ ） A. 匀强电场中各点的电场强度大小相等、方向相同 B. 点电荷产生的电场是匀强电场 C. 匀强电场的电场线是曲线 D. 建筑中的静电场都是匀强电场 7. 一个电荷量为q的正试探电荷，在电场中某点受到的电场力方向水平向右，则该点的电场强度方向为（ ） A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 竖直向下 8. 机械加工中，带电的金属部件周围存在电场，若将试探电荷的电荷量增大为原来的2倍，其他条件不变，该点的电场强度（ ） A. 增大为原来的2倍 B. 减小为原来的1/2 C. 保持不变 D. 增大为原来的4倍 9. 关于电场强度的方向，下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向一定与正电荷受到的电场力方向相同 B. 电场强度的方向一定与负电荷受到的电场力方向相同 C. 电场强度的方向与电荷的正负无关，始终竖直向下 D. 电场强度的方向由试探电荷的正负决定 10. 两个点电荷Q₁和Q₂（均为正电荷），在它们之间的连线上有一点P，下列关于P点电场强度的说法正确的是（ ） A. 电场强度方向由Q₁指向Q₂ B. 电场强度方向由Q₂指向Q₁ C. 电场强度是Q₁和Q₂在P点产生的电场强度的矢量和 D. 电场强度为零 11. 建筑静电防护中，需要减小物体周围的电场强度，下列措施可行的是（ ） A. 增大物体所带的电荷量 B. 减小物体所带的电荷量 C. 增大试探电荷的电荷量 D. 减小试探电荷的电荷量 12. 下列关于电场和电场强度的说法，正确的是（ ） A. 电场强度越大，电场对电荷的作用力一定越大 B. 电场对电荷的作用力越大，电场强度一定越大 C. 电场强度为零的地方，电场力一定为零 D. 电场力为零的地方，电场强度一定为零 二、填空题（本题共6小题，共24分） 13. 电荷的周围存在着一种特殊的物质，叫做__________，电荷之间的相互作用是通过__________发生的；电场强度是描述电场__________性质的物理量，其符号为__________。 14. 电场强度的定义式为__________，其中F表示试探电荷受到的__________，q表示试探电荷的__________，该公式适用于__________电场。 15. 电场强度的单位是__________（N/C），也可以表示为__________（V/m）；在国际单位制中，两个单位是等价的。 16. 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线，其__________方向表示电场强度的方向，电场线的__________反映电场强度的大小，即电场线越密，电场强度越__________。 17. 匀强电场的特点是电场中各点的电场强度__________和__________都相同，其电场线是__________的平行直线。 18. 建筑施工中，某带电体周围的电场中某点，放入电荷量q=5×10⁻⁹C的试探电荷，受到的电场力F=3×10⁻⁶N，则该点的电场强度E=__________N/C；若将试探电荷的电荷量变为q'=1×10⁻⁸C，该点的电场强度E'=__________N/C。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业场景，画出“带正电的建筑金属构件周围的电场线分布示意图”（标注构件位置、电场线方向、电场强度较大和较小的区域），并简述电场线的物理意义；说明建筑施工中为什么干燥环境下容易产生静电现象，以及静电可能带来的危害。 20. 机械部件中，一个带负电的金属球在空间产生电场，若将一个正试探电荷放入该电场中某点，分析试探电荷受到的电场力方向与该点电场强度方向的关系；结合电场强度的定义式E=F/q，说明为什么电场强度与试探电荷的电荷量无关；简述在机械加工中如何防止静电对精密仪器的损坏。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 建筑施工中，带电的塑料薄膜周围存在电场，已知某点的电场强度E=4×10³N/C，回答下列问题： （1）若将电荷量q=3×10⁻⁸C的正试探电荷放入该点，求试探电荷受到的电场力大小和方向； （2）若将该试探电荷换成电荷量q'=6×10⁻⁸C的负试探电荷，求此时受到的电场力大小和方向； （3）若将试探电荷移走，该点的电场强度变为多少？请说明理由。 22. 结合电场和电场强度的知识及机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）机械加工中，某匀强电场的电场强度E=2×10³N/C，一个电荷量q=4×10⁻⁹C的试探电荷放入该电场中，求试探电荷受到的电场力大小；若试探电荷的运动方向与电场强度方向成30°角，求电场力对试探电荷做功的功率（提示：P=Fvcosθ，假设v=0.5m/s）； （2）建筑静电防护中，某点的电场强度E=1.5×10³N/C，若放入一个电荷量q=2×10⁻⁸C的负试探电荷，求该电荷受到的电场力大小和方向（与电场强度方向的关系）； （3）一个点电荷在某点产生的电场强度E=5×10²N/C，当试探电荷的电荷量q=3×10⁻⁹C时，受到的电场力F多大？若将试探电荷的电荷量增大为原来的3倍，电场强度变为多少？ （4）建筑施工中，大型机械设备的金属外壳为什么要接地？结合电场和静电的知识，分析接地的原理和作用。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. B 2. C 3. A 4. A 5. D 6. A 7. B 8. C 9. A 10. C 11. B 12. C 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 电场；电场；力；E 14. E=F/q；电场力；电荷量；所有（任意） 15. 牛每库；伏每米 16. 切线；疏密程度；大 17. 大小；方向；平行等距 18. 6×10²；6×10² 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 带正电的建筑金属构件周围电场线分布示意图描述：以带正电的金属构件（标注“+”）为中心，画出向外辐射的直线电场线；电场线方向标注为从构件指向外部（箭头向外）；靠近构件的区域电场线密集，标注“电场强度大”，远离构件的区域电场线稀疏，标注“电场强度小”。 电场线的物理意义：①电场线的切线方向表示该点的电场强度方向；②电场线的疏密程度反映电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大；③电场线不闭合、不相交，起始于正电荷，终止于负电荷（或无穷远）。 干燥环境易产生静电的原因：干燥环境下，空气湿度小，电荷不易通过空气导走，建筑材料（如塑料、橡胶、金属）之间的摩擦容易使电荷转移并积累在物体表面，形成静电；静电危害：①静电放电可能引发火灾（如施工现场的易燃材料附近）；②静电会吸附灰尘，影响建筑构件的清洁度和机械加工精度；③静电可能损坏精密施工仪器的电子元件；④静电电击可能对施工人员造成伤害。 20. 方向关系：带负电的金属球产生的电场，电场强度方向指向金属球（从无穷远指向负电荷）；正试探电荷受到的电场力方向与电场强度方向相同，即指向带负电的金属球。 电场强度与试探电荷无关的原因：电场强度是电场本身的性质，由场源电荷的电荷量和位置决定；定义式E=F/q是比值定义法，F与q成正比，其比值E始终为定值，与试探电荷的电荷量q无关，仅反映电场的强弱。 精密仪器静电防护措施：①保持加工环境湿润，增加空气导电性，减少电荷积累；②给精密仪器接地，及时导走静电电荷；③在仪器表面涂抹抗静电涂层，降低电荷吸附能力；④操作人员穿戴抗静电手套、工作服，避免人体静电转移到仪器上。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）电场力大小F=Eq=4×10³N/C×3×10⁻⁸C=1.2×10⁻⁴N；方向与电场强度方向相同（假设电场强度方向为水平向右，则电场力方向水平向右）。 （2）电场力大小F'=Eq'=4×10³N/C×6×10⁻⁸C=2.4×10⁻⁴N；方向与电场强度方向相反（水平向左）。 （3）电场强度仍为4×10³N/C；理由：电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的存在与否无关，仅由场源电荷决定。 答：（1）1.2×10⁻⁴N，与电场强度方向相同；（2）2.4×10⁻⁴N，与电场强度方向相反；（3）4×10³N/C，理由见解析。 22. （1）电场力F=Eq=2×10³N/C×4×10⁻⁹C=8×10⁻⁶N；功率P=Fvcosθ=8×10⁻⁶N×0.5m/s×cos30°=8×10⁻⁶×0.5×(√3/2)≈3.46×10⁻⁶W。 （2）电场力F=Eq=1.5×10³N/C×2×10⁻⁸C=3×10⁻⁵N；方向与电场强度方向相反（因为试探电荷带负电）。 （3）电场力F=Eq=5×10²N/C×3×10⁻⁹C=1.5×10⁻⁶N；电场强度仍为5×10²N/C（与试探电荷电荷量无关）。 （4）接地原理与作用：大型机械设备的金属外壳在工作中可能因摩擦、感应等产生静电，积累电荷后会产生电场；将金属外壳接地，地球可视为大导体，能及时导走外壳上的静电电荷，使外壳电势为零，周围电场强度减小；作用：①防止静电放电引发火灾、爆炸（尤其在施工现场有易燃、易爆材料时）；②避免静电对设备内部电子元件造成损坏；③保护施工人员免受静电电击；④减少静电对施工精度的影响（如静电吸附灰尘导致构件加工误差）。 答：（1）电场力8×10⁻⁶N，功率≈3.46×10⁻⁶W；（2）电场力3×10⁻⁵N，方向与电场强度方向相反；（3）电场力1.5×10⁻⁶N，电场强度5×10²N/C；（4）原理与作用见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $