内容正文:
第3节 电场 电场强度
知识点1 电场
1.定义:电荷周围存在的一种特殊物质。
2.场源电荷Q:产生电场,施加电场力的电荷。
检验电荷q:受到电场力的电荷。也叫试探电荷。
注意:场源电荷也可以是检验电荷。
知识点2 电场强度
1.定义:描述场源电荷所产生的电场的强弱。它等于放在电场中某检验电荷所受的电场力跟他的电荷量的大小的比值。
2.公式:E=
3.单位:牛每库,符号N/c
4.方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同,负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反.
注意:电场强度是比值法定义的物理量,电场强度的大小和方向只由电场本身特性决定,与放入其中的检验电荷无关.不能认为E和F成正比,和电荷量q成反比.电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关.
知识点 3 点电荷的电场 电场强度的叠加
1.真空中点电荷的电场
(1)电场强度:E=k,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量,r是点电荷到电场中该点的距离。
(2)方向:如果以Q为中心作一个球面,当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外;当Q为负电荷时,E的方向沿半径向内。
2.电场强度的叠加
电场强度是矢量,如果场源是多个点电荷时,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
知识点 4 电场线和匀强电场
1.电场线
(1)电场线的用途:除了用数学公式描述电场外,还可以通过画电场线,形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向。
(2)对电场线的理解
①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。
②在同一幅图中,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。
③电场线不是实际存在的曲线,是为了形象地描述电场而假想的线。
(3)两个特点
①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
②同一电场的电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
2.匀强电场
(1)定义:如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫作匀强电场。
(2)匀强电场的电场线:间隔相等的平行线。
考向1、电场强度定义式
【例1】如图所示,真空中有一静止的正点电荷Q,在其电场中的P点放一个电荷量为q的试探电荷,试探电荷受到电场力大小为F。下列说法正确的是( )
A.P点电场强度大小
B.若将试探电荷移走,P点电场强度为零
C.P点电场强度的方向沿虚线指向
D.改变试探电荷的电性,P点电场强度的方向改变
【答案】A
【详解】A.根据电场强度的定义式,知P点的电场强度大小为,A正确。
BD.电场强度由场源电荷Q决定,与试探电荷q无关,移走试探电荷后或者改变试探电荷的电性,P点的电场强度大小和方向均不变,故BD错误。
C.正点电荷的电场方向是背离正电荷的,所以P点电场强度方向沿虚线向右,C错误。
故选A。
【变式】.在静电场中有、两点,试探电荷在两点的静电力与电荷量满足如图所示的关系,请问、两点的场强大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据电场力公式可知图像的斜率表示电场强度,由图可知a点所在直线的斜率与b点所在直线的斜率关系为,则
即
故选A。
考向2、点电荷与均匀球体电场
【例2】在真空中的固定点电荷Q形成的电场中有A、B两点,先后在A、B两点放置电荷量q不同的检验电荷,各得到一组q与电场力F的数据,并描点在同一坐标中,如图中A、B所示。则A、B两点与点电荷Q的距离之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
【答案】A
【详解】根据可知,图线的斜率表示电场强度,由图像可知,A、B两点的电场强度之比
根据点电荷场强公式,可得
故选A。
【变式】.如图所示,半径为2R的均匀带正电实心球体,总电荷量为Q,以该球体内部的O′点为球心,挖一个半径为R的球形空腔。过原球心O和空腔球心O′的直线上有A、B两点,OB=BA=2R。D为OO′的中点,C为O′正上方距O′为的一点。已知静电力常量为k,均匀带电球体在其外部产生的电场,与一个位于球心且电量相等的点电荷产生的电场相同;均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,挖后不改变电荷的分布。下列说法正确的是( )
A. O′处的电场强度为零 B. C、D两点处电场强度方向不同
C.A点处电场强度的大小为 D.C点处电场强度的大小为
【答案】D
【详解】采用割补法进行整体分析。将带空腔的球体等效为一个半径为2R、带正电荷量为Q的完整均匀实心大球,和一个半径为R、带负电(电荷体密度与大球相同)的均匀实心小球(球心在O′)的叠加。完整大球体积
空腔小球体积
故等效负电小球的电荷量大小为
设空腔内部任意一点P距球心O的位置矢量为,距球心O′的位置矢量为。大正电球在P处产生的场强
小负电球在P处产生的场强
叠加后空腔内部的实际场强
因为是大小恒为R、方向由O指向O′的常矢量,这说明空腔内部是一个匀强电场,电场强度大小恒为,方向沿OO′向右。
A.O′点位于空腔内部,其电场强度大小为,不为零,故A错误;
B.C、D两点均位于空腔内部,处于同一个匀强电场中,电场强度的方向相同,故B错误;
C.A点位于球体外部,到大球球心的距离OA=4R,到小球球心的距离O′A=3R,根据点电荷场强公式叠加,A点场强,故C错误;
D.C点位于空腔内部,处于匀强电场中,其电场强度的大小为,故D正确。
故选D。
考向3、电场的叠加
【例3】如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距,a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若再将另一点电荷+2Q放在d点,则( )
A.b点场强大小为,方向水平向左 B.b点场强大小为,方向水平向右
C.C 点场强大小为9 E,方向水平向右 D.C 点场强大小为9 E,方向水平向左
【答案】B
【详解】AB.设,据题意知+Q在b点产生的场强大小为E,方向水平向右;由点电荷的场强公式得
+2Q在b点产生的电场强度大小为
方向水平向左,所以b点的合场强大小为
方向水平向右,故A错误,B正确;
CD.+Q在c点产生的电场强度大小为
方向向右,+2Q在c点产生的电场强度大小为
方向水平向左,所以c点的合场强大小为
方向水平向左,故CD错误。
故选B。
【变式】.如图所示,固定在A、B两点的点电荷带电量均为+Q,OP为A、B连线的中垂线。则( )
A.O点的电场强度最大
B.OP段电场强度方向向下
C.AO段和OB段电场强度方向相同
D.从O到P点电场强度可能先变大后变小
【答案】D
【详解】A.根据点电荷场强公式及矢量叠加原理,在O点,两电荷产生的场强大小相等、方向相反,合场强为零,即EO=0,为最小值,故A错误;
B.在OP段任取一点,两电荷在该点产生的场强在水平方向分量抵消,竖直方向分量均向上,根据矢量合成法则,合场强方向沿OP向上,故B错误;
C.在AO段,A电荷产生的场强向右,B电荷产生的场强向左,因距离A更近,故EA>EB,合场强方向向右;在OB段,同理可知EB>EA,合场强方向向左,两段场强方向相反,故C错误;
D.O点场强为零,无穷远处场强也为零,而OP连线上其他点场强不为零。从O点沿中垂线向无穷远处移动,场强大小先增大后减小。若P点位于场强最大值点的外侧,则从O到P电场强度先变大后变小,故D正确。
故选D。
考向4、电场线
【例4】.某电场区域的电场线如图所示,、是其中一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A.负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力
B.点的场强大小与放在该点的试探电荷的大小有关
C.试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向
D.正电荷在点的加速度小于在点的加速度
【答案】A
【详解】A.因a点电场线较b点密集,可知a点场强较b点大,可知负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力,A正确;
B.点的场强大小由电场本身决定,与放在该点的试探电荷的大小无关,B错误;
C.正的试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向,负电荷相反,C错误;
D.因a点场强大于b点,根据可知,正电荷在点的加速度大于在点的加速度,D错误。
故选A。
【变式】.如图所示的各电场中,A、B两点电场强度相同的是( )
A.甲图中与点电荷等距的A、B两点
B.乙图中两等量同种点电荷连线上对称的A、B两点
C.丙图中匀强电场中的A、B两点
D.丁图中非匀强电场的A、B两点
【答案】C
【详解】A.甲图中与点电荷等距的A、B两点,场强大小相同,方向不同,A错误;
B.乙图中两等量同种点电荷连线上对称的A、B两点场强大小相同,方向相反,B错误;
C.丙图中匀强电场中的A、B两点场强大小和方向均相同,C正确;
D.丁图中非匀强电场的A、B两点场强大小和方向均不相同,D错误。
故选C。
1、 电场强度定义式
1.下列说法正确的是( )
A.电场强度的定义式只适用于点电荷产生的电场
B.式中是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中的电荷的电荷量
C.式中是放入电场中的电荷所受的力,是产生电场的电荷的电荷量
D.在库仑定律中,是点电荷产生的电场的电场强度大小
【答案】B
【详解】A.电场强度定义式是普适公式,适用于所有电场,并非只适用于点电荷产生的电场,故A错误;
BC.式中是放入电场的试探电荷受到的电场力,是该试探电荷的电荷量,故B正确,C错误;
D.库仑定律中,是点电荷产生的电场在所在位置的场强大小,故D错误。
故选B。
2.在静电场中的、两点放置试探电荷,其受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系,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。
3.将一电荷量为+q的检验电荷放在电场中的某点,受到的电场力为F。若将放在该点的+q换成-2q的检验电荷,则该点的电场强度( )
A.方向与放+q时相反
B.方向与放+q时相同
C.大小减小为原来的
D.大小增大为原来的2倍
【答案】B
【详解】电场强度是电场本身的属性,由电场的源电荷分布决定,与检验电荷无关。若将放在该点的+q换成-2q的检验电荷,电场强度在该点的大小和方向保持不变。
故选 B。
4.在真空中点放一个点电荷,今在点放一个点电荷的距离,如图所示()求:
(1)在点受到的作用力。
(2)点的场强。
(3)拿走后点的场强。
【答案】(1);方向从指向
(2);方向从指向
(3),方向从指向
【详解】(1)根据库仑定律可知,在点受到的作用力大小为
方向从指向
(2)点的场强大小为
方向从指向
(3)电场强度由电场本身决定,与放入电场中的试探电荷无关。所以拿走后点的场强不变,大小仍为,方向从指向
二、点电荷与均匀球体电场
5.如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°。现在A、B两点放置两个点电荷,A点放置的点电荷电荷量绝对值为q,AC两点间距离为L,静电力常量为k,测得C点场强方向与AB平行且水平向右,则( )
A.A点放置负电荷
B.B点放置正电荷
C.C点电场强度的大小
D.B点放置的点电荷的电荷量为8q
【答案】D
【详解】
A B.C点场强为A、B两处电荷在C点分别产生的电场强度的矢量和,由题意知,C点电场方向与AB平行且水平向右,电场合成情况如图所示。
正电荷产生的电场方向向外(远离场源电荷),负电荷产生的电场方向向里(指向场源电荷),所以A点放置正电荷,B点放置负电荷,AB错误;
C.根据点电荷场强公式,由图中的电场关系可得,C错误;
D.设B处放置的电荷量为,由,又
解得,D正确。
故选D。
6.如图所示,在x轴上某点放置有一点电荷,测得A点的电场强度为,方向沿x轴正方向,B点的电场强度为,方向沿x轴正方向,则下列说法正确的是( )
A.点电荷为负电荷 B.点电荷在A点左侧
C.点电荷在A点与B点之间 D.点电荷在B点右侧
【答案】B
【详解】因A、B两点电场强度方向均沿x轴正方向,可知点电荷可能为正电荷,且位于A点左侧;或点电荷为负电荷,且位于B点右侧。由A点的电场强度大于B点的电场强度,可知点电荷离A点更近。综上可知点电荷为正电荷,且位于A点左侧。
故选B。
7.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0.2m和0.5m(图甲)。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;
(2)点电荷Q所在位置的坐标是多少?
【答案】(1)80N/C,5N/C
(2)0.1m
【详解】(1)由图像可知,A点的电场强度
B点的电场强度
(2)设点电荷Q的位置坐标为x,则A点场强
B点场强
可得x = 0.1m或x = 0.3m(舍去)
若xQ = 0.3m,点电荷Q位于A(0.2m)和B(0.5m)之间。此时A点和B点位于Q的两侧,电场线方向相反(一侧沿x轴正方向,另一侧沿x轴负方向)。而题目明确说“让x轴与它的一条电场线重合”,意味着在A、B这段x轴上电场强度方向应一致,不能出现反向。因此这个解不符合题意。
三、电场的叠加
8.如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点的电场强度为0,静电力常量为,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】带电薄板与电荷在B点的电场强度等大、反向,故带电薄板在B点的电场强度大小为
根据对称性,带电薄板在B点产生的电场强度与在A点产生的电场强度等大、反向,故A点场强为
故选D。
9.如图所示,边长为L的等边三角形三个顶点分别固定点电荷。顶点A、B处点电荷的电荷量均为+Q,顶点C处点电荷的电荷量为-2Q。三角形几何中心为O,静电力常量为k,不计其他电场干扰,下列说法正确的是( )
A.A处点电荷在O点产生的电场强度大小为
B.A、B两处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
C.A、B、C三处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
D.仅将C处点电荷的电荷量变为+2Q,三个点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
【答案】BC
【详解】A.等边三角形边长为,几何中心到顶点的距离,A处点电荷在点产生的场强大小,故A错误;
B.、处点电荷电荷量相同,在点产生的场强大小均为
两个场强方向夹角为,根据矢量合成,夹角、大小相等的两个矢量和大小等于分矢量大小,因此、的合场强大小为,合场强方向沿中垂线指向,故B正确;
C.C处在点产生的场强大小
负电荷场强方向指向,和方向相同。合场强大小,故C正确;
D.将处电荷改为后,的场强方向与、合场强方向相反,总场强大小,故D错误。
故选BC。
四、电场线
10.某静电场的电场线如图所示,电场中、两点的场强大小分别为和。由图可知( )
A. B.
C. D.无法比较和的大小
【答案】B
【详解】电场线的疏密程度表示电场强度的强弱,电场线越密,电场强度越大;电场线越疏,电场强度越小。由题图可知,点处的电场线比点处的电场线密集,所以点的电场强度大于点的电场强度,即。
故选B。
11.在如图所示的四种电场中,A点电场强度大于B点电场强度的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.平行板电容器内部场强为匀强电场,电场线是等间距的平行线,所以A、B两点的电场强度相等,故A错误;
B.A点和B点到点电荷的距离相等,根据
可知A点和B点电场强度大小相等、方向不同,故B错误;
C.A点比B点离正电荷更近,根据
可知A点电场强度大于B点,故C正确;
D.电场线的疏密表示场强大小,B点的电场线比A点更密集,所以B点电场强度大于A点,故D错误。
故选C。
12.如图所示为某区域的电场线分布,下列说法正确的是( )
A.这个电场可能是正点电荷形成的
B.D处没有电场线,所以场强为零
C.负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线方向
D.点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小
【答案】D
【详解】A.正点电荷形成辐射向外的电场,电场线为直线,故A错误;
B.电场线是为了形象描述电场而引入的,没有电场线的地方不代表没有电场,D处仍有电场,电场强度不为零,故B错误;
C.该电场在C点的电场强度方向沿C点切线方向,则负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线的反方向,C错误;
D.电场线越密,电场强度越大。A处电场线比B处疏,所以A点场强小于B点场强,根据F=qE,点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小,故D正确。
故选D。
13.一点电荷周围的电场线分布如图所示,分别为其中两条电场线上的两点。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度小于点的电场强度
B.该点电荷带负电
C.点的电场强度大于点的电场强度
D.两点的电场强度方向相同
【答案】C
【详解】AC.电场线的疏密反映场强大小,因A点电场线较B点密集,可知点的电场强度大于点的电场强度,A错误,C正确;
B.根据电场线分布可知,该点电荷带正电,B错误;
D.两点的电场强度方向不相同,D错误。
故选C。
14.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是场中的一些点:是电荷连线的中点,、是连线中垂线上相对对称的两点,、和、也相对对称。则( )
A.图中左侧点电荷带负电,右侧点电荷带正电
B.B、C两点场强大小和方向都相同
C.A、D两点场强大小相等,方向相反
D.E、O、F三点比较,O点场强最小
【答案】B
【详解】A.根据电场线分布可知,图中左侧点电荷带正电,右侧点电荷带负电,A错误;
B.B、C两点电场线疏密相同,场强方向均水平向右,则场强大小和方向都相同,B正确;
C.由对称性可知,A、D两点场强大小相等,方向相同,C错误;
D.E、O、F三点比较,O点电场线最密集,则场强最大,D错误。
故选B。
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第3节 电场 电场强度
知识点1 电场
1.定义:电荷周围存在的一种特殊物质。
2.场源电荷Q:产生电场,施加电场力的电荷。
检验电荷q:受到电场力的电荷。也叫试探电荷。
注意:场源电荷也可以是检验电荷。
知识点2 电场强度
1.定义:描述场源电荷所产生的电场的强弱。它等于放在电场中某检验电荷所受的电场力跟他的电荷量的大小的比值。
2.公式:E=
3.单位:牛每库,符号N/c
4.方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同,负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反.
注意:电场强度是比值法定义的物理量,电场强度的大小和方向只由电场本身特性决定,与放入其中的检验电荷无关.不能认为E和F成正比,和电荷量q成反比.电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关.
知识点 3 点电荷的电场 电场强度的叠加
1.真空中点电荷的电场
(1)电场强度:E=k,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量,r是点电荷到电场中该点的距离。
(2)方向:如果以Q为中心作一个球面,当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外;当Q为负电荷时,E的方向沿半径向内。
2.电场强度的叠加
电场强度是矢量,如果场源是多个点电荷时,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
知识点 4 电场线和匀强电场
1.电场线
(1)电场线的用途:除了用数学公式描述电场外,还可以通过画电场线,形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向。
(2)对电场线的理解
①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。
②在同一幅图中,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。
③电场线不是实际存在的曲线,是为了形象地描述电场而假想的线。
(3)两个特点
①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
②同一电场的电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
2.匀强电场
(1)定义:如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫作匀强电场。
(2)匀强电场的电场线:间隔相等的平行线。
考向1、电场强度定义式
【例1】如图所示,真空中有一静止的正点电荷Q,在其电场中的P点放一个电荷量为q的试探电荷,试探电荷受到电场力大小为F。下列说法正确的是( )
A.P点电场强度大小
B.若将试探电荷移走,P点电场强度为零
C.P点电场强度的方向沿虚线指向
D.改变试探电荷的电性,P点电场强度的方向改变
【变式】.在静电场中有、两点,试探电荷在两点的静电力与电荷量满足如图所示的关系,请问、两点的场强大小关系是( )
A. B. C. D.
考向2、点电荷与均匀球体电场
【例2】在真空中的固定点电荷Q形成的电场中有A、B两点,先后在A、B两点放置电荷量q不同的检验电荷,各得到一组q与电场力F的数据,并描点在同一坐标中,如图中A、B所示。则A、B两点与点电荷Q的距离之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
【变式】.如图所示,半径为2R的均匀带正电实心球体,总电荷量为Q,以该球体内部的O′点为球心,挖一个半径为R的球形空腔。过原球心O和空腔球心O′的直线上有A、B两点,OB=BA=2R。D为OO′的中点,C为O′正上方距O′为的一点。已知静电力常量为k,均匀带电球体在其外部产生的电场,与一个位于球心且电量相等的点电荷产生的电场相同;均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,挖后不改变电荷的分布。下列说法正确的是( )
A. O′处的电场强度为零 B. C、D两点处电场强度方向不同
C.A点处电场强度的大小为 D.C点处电场强度的大小为
考向3、电场的叠加
【例3】如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距,a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若再将另一点电荷+2Q放在d点,则( )
A.b点场强大小为,方向水平向左 B.b点场强大小为,方向水平向右
C.C 点场强大小为9 E,方向水平向右 D.C 点场强大小为9 E,方向水平向左
【变式】.如图所示,固定在A、B两点的点电荷带电量均为+Q,OP为A、B连线的中垂线。则( )
A.O点的电场强度最大
B.OP段电场强度方向向下
C.AO段和OB段电场强度方向相同
D.从O到P点电场强度可能先变大后变小
考向4、电场线
【例4】.某电场区域的电场线如图所示,、是其中一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A.负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力
B.点的场强大小与放在该点的试探电荷的大小有关
C.试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向
D.正电荷在点的加速度小于在点的加速度
【变式】.如图所示的各电场中,A、B两点电场强度相同的是( )
A.甲图中与点电荷等距的A、B两点
B.乙图中两等量同种点电荷连线上对称的A、B两点
C.丙图中匀强电场中的A、B两点
D.丁图中非匀强电场的A、B两点
1、 电场强度定义式
1.下列说法正确的是( )
A.电场强度的定义式只适用于点电荷产生的电场
B.式中是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中的电荷的电荷量
C.式中是放入电场中的电荷所受的力,是产生电场的电荷的电荷量
D.在库仑定律中,是点电荷产生的电场的电场强度大小
2.在静电场中的、两点放置试探电荷,其受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系,分别如图中直线、所示、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
3.将一电荷量为+q的检验电荷放在电场中的某点,受到的电场力为F。若将放在该点的+q换成-2q的检验电荷,则该点的电场强度( )
A.方向与放+q时相反
B.方向与放+q时相同
C.大小减小为原来的
D.大小增大为原来的2倍
4.在真空中点放一个点电荷,今在点放一个点电荷的距离,如图所示()求:
(1)在点受到的作用力。
(2)点的场强。
(3)拿走后点的场强。
二、点电荷与均匀球体电场
5.如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°。现在A、B两点放置两个点电荷,A点放置的点电荷电荷量绝对值为q,AC两点间距离为L,静电力常量为k,测得C点场强方向与AB平行且水平向右,则( )
A.A点放置负电荷
B.B点放置正电荷
C.C点电场强度的大小
D.B点放置的点电荷的电荷量为8q
6.如图所示,在x轴上某点放置有一点电荷,测得A点的电场强度为,方向沿x轴正方向,B点的电场强度为,方向沿x轴正方向,则下列说法正确的是( )
A.点电荷为负电荷 B.点电荷在A点左侧
C.点电荷在A点与B点之间 D.点电荷在B点右侧
7.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0.2m和0.5m(图甲)。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;
(2)点电荷Q所在位置的坐标是多少?
三、电场的叠加
8.如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点的电场强度为0,静电力常量为,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,边长为L的等边三角形三个顶点分别固定点电荷。顶点A、B处点电荷的电荷量均为+Q,顶点C处点电荷的电荷量为-2Q。三角形几何中心为O,静电力常量为k,不计其他电场干扰,下列说法正确的是( )
A.A处点电荷在O点产生的电场强度大小为
B.A、B两处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
C.A、B、C三处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
D.仅将C处点电荷的电荷量变为+2Q,三个点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为
四、电场线
10.某静电场的电场线如图所示,电场中、两点的场强大小分别为和。由图可知( )
A. B.
C. D.无法比较和的大小
11.在如图所示的四种电场中,A点电场强度大于B点电场强度的是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示为某区域的电场线分布,下列说法正确的是( )
A.这个电场可能是正点电荷形成的
B.D处没有电场线,所以场强为零
C.负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线方向
D.点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小
13.一点电荷周围的电场线分布如图所示,分别为其中两条电场线上的两点。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度小于点的电场强度
B.该点电荷带负电
C.点的电场强度大于点的电场强度
D.两点的电场强度方向相同
14.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是场中的一些点:是电荷连线的中点,、是连线中垂线上相对对称的两点,、和、也相对对称。则( )
A.图中左侧点电荷带负电,右侧点电荷带正电
B.B、C两点场强大小和方向都相同
C.A、D两点场强大小相等,方向相反
D.E、O、F三点比较,O点场强最小
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