1.3 电场 电场强度(重难点专练)物理粤教版必修第三册
2026-07-17
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 电场 电场强度 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电场强度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.04 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | 听雨 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58857910.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念辨析-矢量运算-图像分析-综合应用”为逻辑主线,通过题型化训练构建电场强度解题方法体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|场强公式辨析与基础计算|5题|区分公式适用场景,先判方向再算大小|从定义式到决定式的概念深化|
|多点电荷场强矢量叠加|5题|分步骤计算-标注方向-矢量合成|场强叠加原理的正交分解应用|
|电场线图像分析题|5题|切线判方向、疏密判强弱|电场线性质与场强分布的关联|
|带电物体电场平衡综合题|5题|规范受力分析,正交坐标系列平衡方程|电场力与力学平衡条件的综合|
内容正文:
1.3电场 电场强度
题型01 场强公式辨析与基础计算
题型02 多点电荷场强矢量叠加
题型03 电场线图像分析题
题型04 带电物体电场平衡综合题
▌题型01 场强公式辨析与基础计算
一、核心知识
1. 场强定义式:E=,适用于一切电场,E由电场本身决定,与试探电荷F、q无关;
2. 点电荷场强决定式:E=,仅真空点电荷适用;
3. 场强方向:正电荷受力方向为场强方向。
二、方法思维
区分两道公式适用场景;先判断场强方向,再代数计算大小;看清已知是试探电荷还是场源电荷。
1.(23-24高一下·江苏南京·期末)如图甲所示,真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q,坐标轴上A点坐标为0.1m,在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度大小为
B.A、B点的电场强度的大小之比为
C.点电荷Q是负点电荷
D.B的位置坐标为
【答案】D
【详解】ABC.根据题意,由图乙可知,A、B点的电场强度的大小分别为
则A、B点的电场强度的大小之比为,由于在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,则点电荷为正电荷,故ABC错误;
D.设B的位置坐标为,由点电荷场强公式可得
,
代入数据解得
故D正确。
故选D。
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)在某一点电荷产生的电场中,A、B两点的电场强度方向如图所示,则A、B两点的电场强度大小之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.1:4 D.4:1
【答案】A
【详解】如图所示
O点为点电荷所处的位置,则
所以
故选A。
3.(23-24高一下·湖南长沙·期末)下列关于电场的说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,元电荷就是电子
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用力就是电荷A的电场对B的作用
C.由电场强度的定义式:可知E与F成正比,与q成反比
D.点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都当作点电荷处理
【答案】B
【详解】A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,即质子或电子带的电荷量,而不是粒子本身,故A错误;
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用力就是电荷A的电场对B的作用,故B正确;
C.电场强度的定义式为,适用于任何电场,E反映电场本身的性质,与试探电荷无关,故C错误;
D.点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化的模型,如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计,即可将它看作点电荷,故D错误。
故选B。
4.(23-24高一下·山东青岛·期末)关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场中某点先后放入正、负试探电荷,受到的电场力反向,所以两种情况下电场强度方向相反
B.电场强度公式表明,当r减半时,电场强度变为原来的4倍
C.电场强度公式表明,q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
D.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
【答案】B
【详解】A.电场强度由电场本身决定,与放不放试探电荷,放何种电荷均无关,则电场中某点先后放入正、负试探电荷,受到的电场力反向,但两种情况下电场强度方向相同,故A错误;
B.公式是真空中点电荷电场强度的决定式,则点电荷周围某点电场强度的大小,与该点到场源电荷距离的二次方成反比,故在减半的位置上,电场强度变为原来的4倍,故B正确;
C.公式是电场强度的定义式,电场强度由电场本身决定,电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关,故C错误;
D.根据电荷在电场中所受电场力公式可知,电荷在电场中所受电场力与电场强度、电荷量有关,而匀强电场中电场强度处处相同,电荷的电荷量不同,则电荷在其中受力不同,故D错误。
故选B。
5.(22-23高二上·甘肃临夏·阶段检测)将电荷量为的点电荷放在电场中的A点,点电荷在A点受到的电场力大小为N.试求:
(1)A点电场强度E的大小;
(2)若移走,将另一个电荷量为C的点电荷放在A点,求点电荷在A点受到的电场力的大小。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据电场强度的定义式
(2)根据
可知
▌题型02 多点电荷场强矢量叠加
一、核心知识
1. 场强叠加原理:合场强为各点电荷场强的矢量和;
2. 平行四边形定则、正交分解矢量运算。
二、方法思维
分步骤:①单独计算每个电荷在目标点场强大小;②标注各分场强方向;③矢量合成,不直接数值相加。
1.(2025·北京海淀·一模)两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB,M是点电荷连线中垂线上的某点,其电场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.qA和qB的大小可能相等
B.A和B为同种电荷,且qA>qB
C.A和B为异种电荷,且qA>qB
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则M点的电场方向不变
【答案】D
【详解】A.若qA和qB的大小相等且为异种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线垂直;若qA和qB的大小相等且为同种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线平行,由图可知M点电场强度方向既不与AB连线垂直也不与AB连线平行,故qA和qB的大小不可能相等,故A错误;
BC.要使M点的电场方向如图中所示,由电场叠加原理可知,点电荷A和B在M点产生的电场强度、如图所示
则有点电荷A带负电荷、点电荷B带正电荷,且有,又点电荷A和B到M点距离相等,由,
可知,故BC错误;
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则点电荷A和B在M点产生的电场强度
,
则由平行四边形定则可知M点的合场强,方向不变,故D正确。
故选D。
2.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)如图所示,正方体的边长为a,在和处放置电荷量分别为、的点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.B点电场强度大小为 B.B点电场强度大小为
C.D点电场强度大小为 D.D点电场强度大小为
【答案】A
【详解】AB.因为等边三角形,故和在B点产生的电场强度方向互成,大小相等,均为
故B点的电场强度大小为,故A正确,B错误;
CD.因为等边三角形,边长与相等,故和在D点产生的电场强度与在B点产生的电场强度大小相等,即,故CD错误。
故选A。
3.(22-23高一下·云南曲靖·期末)如图,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷,它们在D点产生的场强大小都为E,下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度大小为
B.B、D两点的电场强度相同
C.A、C两点连线中点的电场强度大小为E
D.若再在B点放一负电荷、有可能使D点电场强度为0
【答案】D
【详解】AB.在A点和C点放有电荷量都为的正点电荷,它们在B点产生的场强大小都为,则B点的电场强度大小为
根据对称性可知,D点的电场强度大小等于B点的电场强度大小,方向相反,故AB错误;
C.两个等量正点电荷在A、C两点连线中点的场强大小相等,方向相反,则A、C两点连线中点的电场强度大小为0,故C错误;
D.若再在B点放一负电荷,可知两个等量正点电荷在D点产生的合场强方向与负电荷在D点产生的场强方向相反,则D点电场强度可以为0,故D正确。
故选D。
4.(多选)(23-24高二上·全国·课后作业)如图所示a、b、c、d分别是一个菱形(竖直放置)的四个顶点,∠abc=120°。O点为菱形对角线的交点,现将三个电荷量均为+Q的点电荷分别固定在a、b、c三个顶点上。下列说法正确的是( )
A.d点电场强度的方向由O指向d
B.O点电场强度的方向由d指向O
C.d点的电场强度小于O点的电场强度
D.d点的电场强度等于O点的电场强度
【答案】AC
【详解】A.根据电场叠加原理可知,a、c两点的点电荷在d点叠加的电场强度的方向是竖直向下的,b点的点电荷在d点的电场强度的方向也是竖直向下的,所以d点的电场强度的方向由O指向d,故A正确;
B.a、c两点的点电荷在O点叠加的电场强度为零,b点的点电荷在O点的电场强度的方向竖直向下,所以O点的电场强度的方向是竖直向下的,故B错误;
CD.设菱形的边长为L,a点的点电荷在d点产生的电场的场强在竖直方向的分量为
由对称性及电场叠加原理知d点的电场强度
同理易得O点的场强为
所以
故C正确,D错误。
故选AC。
5.(多选)(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)如题图1所示,x轴上和处分别固定A、B两点电荷,取电场强度沿x轴正方向为正,x轴上区域的电场强度分布如题图2所示,放入其中的电荷仅受电场力作用,由此可知( )
A.A、B两点电荷电性相反
B.A、B两点电荷电荷量大小之比
C.在有限范围内,x轴上仅有一处电场强度为零
D.将一正点电荷从处由静止释放,仅在电场力作用下还能回到处
【答案】AC
【详解】A.根据图2可知,处的电场强度为0,则A、B两点电荷电性必定相反,A正确;
B.由于处的电场强度为0,则有
解得,B错误;
C.由于处的电场强度为0,可知,A带正电,B带负电,则在AB之间A的电场方向向右,B的电场方向也向右,即AB之间电场的方向始终不可能为0,A的电荷量大一些,A的左侧电场由A电荷决定,即A左侧的电场强度也不可能为0,即在有限范围内,x轴上仅有位置一处电场强度为零,C正确;
D.根据图像,将一正点电荷从处由静止释放,所受电场力方向始终沿x轴正方向,即该电荷将在电场力作用下沿x轴正方向做加速运动,不可能回到处,D错误。
故选AC。
▌题型03 电场线图像分析题
一、核心知识
1.电场线切线为场强方向;疏密代表场强大小;
2.电场线起止规律:始于正电荷/无穷远,止于负电荷/无穷远;
3.等量同种、异种、匀强电场电场线分布特征。
二、方法思维
看图抓两个关键点:切线判方向、疏密判强弱;根据电场线走向判断电荷电性。
1.(24-25高一下·福建福州·期末)某电场区域的电场线如图所示,a、b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a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力
B.a点的场强大小与放在该点的试探电荷q的大小有关
C.点电荷在a点受到的静电力一定沿着该点的场强方向
D.正电荷在a点的加速度小于在b点的加速度
【答案】A
【详解】A.电场线的疏密表示场强大小,由图可知a点的电场线比b点密,所以,根据可知,负电荷在a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力,故A正确;
B.场强是电场本身的性质,与试探电荷的大小无关,故B错误;
C.正电荷受到的静电力方向与场强方向相同,负电荷受到的静电力方向与场强方向相反。题目未说明点电荷的正负,因此静电力方向不一定沿着场强方向,故C错误;
D.因为,根据可知,正电荷在a点的加速度大于在b点的加速度,故D错误。
故选A。
2.(20-21高一下·重庆巴南·期末)在如图所示的电场中,各点电荷带电量大小都是,甲图中的A、B为对称点,乙、丙两图的点电荷间距离都为,虚线是两侧点电荷的中垂线,两点电荷连线上的O、C和O、D间距离也是,下列说法正确的是( )
A.图甲中A、B两点电场强度相同
B.图乙和图丙中,点的电场强度大小相等
C.图乙中点的电场强度大于图丙中点的电场强度
D.乙图中从点沿虚线向上的电场强度变大,而丙图中变小
【答案】C
【详解】A.图甲中A、B两点电场强度大小相同,但是方向不同,选项A错误;
B.图乙中点的电场强度为零,而图丙中点的电场强度大小不为零,选项B错误;
C.图乙中点的电场强度
图丙中点的电场强度
图乙中点的电场强度大于图丙中点的电场强度,选项C正确;
D.乙图中从点沿虚线向上的电场强度先变大后变小,而丙图中变小,选项D错误。
故选C。
3.(24-25高三下·河南·阶段检测)空间存在电荷量分别为+2q、-q(q>0)的点电荷,它们的电场线分布情况如图所示,A点是两电荷连线的中点,到两电荷的距离均为L,C点是两电荷连线延长线上的一点,到正电荷的距离也为L,B点与A点在同一条等势线上,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.A、B两点的电势相等,电场强度也相同
B.A点的电场强度大小为
C.C点的电场强度大小为
D.两点电荷连线上电场强度为0的点与负电荷间的距离为
【答案】B
【详解】A.由于B点与A点在同一条等势线上,则A、B两点的电势相等,由于电场线分布的密集程度表示电场的强弱,根据图示可知,A点与B的电场强度大小与方向均不同,故A错误;
B.根据点电荷的场强公式和电场的矢量叠加原理可知,A点的电场强度大小为
故B正确;
C.根据点电荷的场强公式和电场的矢量叠加原理可知,C点的电场强度大小为
故C错误;
D.两电荷连线延长线上,位于负电荷的右侧,有一点的电场强度为0,设此点与负电荷的距离为d,则有
解得
故D错误。
故选B。
4.(25-26高二上·天津西青·期末)如图所示,实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用,根据此图不能做出推断的是( )
A.带电粒子所带电荷的电性
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点何处加速度较大
D.带电粒子在a、b两点何处速度较小
【答案】A
【详解】AB.由题图可知,带电粒子的运动轨迹向左弯曲,说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左,由于电场线方向不明,带电粒子所带电荷的正负不能确定,A错误、B正确;
C.由电场线的疏密表示电场强度的大小,可知a点的电场强度较大,带电粒子在a点受到的电场力较大,由牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度较大,故C正确;
D.带电粒子的运动轨迹向左弯曲,说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左,可知从a到b电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,可知带电粒子在a点的速度较大,故D正确。
本题选不能做出推断的,故选A。
5.(多选)(24-25高一下·陕西安康·期末)如图所示是实验室模拟出的等量异种电荷电场线的显形平面图片,该平面中有A、B、C、D四个点,其中B、C两点处在等量异种电荷连线的中垂线上,下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度要大于B点的电场强度
B.将一个电子从C点由静止释放,它可能会沿着电场线运动到D点
C.B点的电场强度小于C点的电场强度
D.将一个质子从B点由静止释放,运动到A点过程中,加速度逐渐增大
【答案】AD
【详解】A.电场线越密,电场强度越大。A点的电场强度要大于B点的电场强度,A正确;
C.电场线越密,电场强度越大。 B点的电场强度大于C点的电场强度,C错误;
B.将一个电子从C点由静止释放,它不会沿着电场线运动到D点,因为C、D两点间的电场线不是直线,B错误;
D.将一个质子从B点由静止释放,运动到A点过程中,电场线越来越密,质子所受到的电场力越来越大,加速度逐渐增大,D正确。
故选AD。
▌题型04 带电物体电场平衡综合题
一、核心知识
1. 电场力公式F=qE;
2. 物体平衡条件:合外力为0;
3. 受力分析顺序:重力→弹力→电场力。
二、方法思维
规范受力分析画受力图;建立正交坐标系,两个方向分别列平衡方程求解场强、电量。
1.(2026·陕西·二模)如图,PO为光滑绝缘竖直墙壁,OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电荷的A、B两小球(均视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态。若在小球A上加竖直向下的推力F,小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,假设两小球所带电荷量保持不变,则有推力F的新平衡状态与原平衡状态比较( )
A.A球对竖直墙壁的作用力增大 B.两球之间的距离不变
C.A球与B球间的静电力增大 D.地面对B球的弹力不变
【答案】C
【详解】AD.设小球A的质量为,电量为,小球B的质量为,电量为,则以A、B两小球整体为研究对象进行受力分析可知,整体在水平方向受到向左的电场力大小为
则根据共点力平衡的规律可得,竖直墙壁对小球A向右的弹力大小为
所以根据牛顿第三定律可知,A球对竖直墙壁的作用力保持不变;同理可知整体在竖直方向上施加力F之前,地面对小球B的支持力为
施加力F之后,地面对小球B的支持力为
即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,地面对小球B的弹力变大,故AD错误;
BC.对小球A进行受力分析,则施加力F之前受力分析图如图1所示:
根据共点力的平衡规律可得,此时小球B对小球A的库仑力为
施加力F之后,小球A的受力如图2所示:
同理可得,此时小球B对小球A的库仑力变为
即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,小球A与小球B间的静电力变大;再根据库仑定律可知,两球之间的距离一定减小,故B错误,C正确。
故选C。
2.(23-24高一下·江苏镇江·期中)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球的质量,所带电荷量,取重力加速度,,。求:
(1)求匀强电场的场强大小;
(2)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】(1)
(2)2m/s
【详解】(1)小球受力情况如图所示
根据小球受力平衡可得
即
(2)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则
解得
3.(24-25高一下·江西·期末)如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
【答案】(1),
(2),方向斜向右上方
【详解】(1)对球a,有,
即
对球b,有,
即
联立,解得,
(2)由题意,小球a所受重力和库伦斥力的合力为,方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡,即
解得,方向斜向右上方。
4.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,金属板所带电荷量为+Q、质量为m的金属小球所带电荷量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘轻质细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L。重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球受到绝缘细线拉力的大小;
(2)小球所受静电力的大小;
(3)金属板在小球处产生的电场强度。
【答案】(1)
(2)
(3),方向水平向右
【详解】(1)对小球受力分析,竖直方向由平衡条件
可得小球受到绝缘细线拉力的大小
(2)由平衡条件可知小球所受静电力的大小为
(3)根据场强的定义式可知金属板在小球处产生的电场强度大小为
方向水平向右。
5.(22-23高三上·北京朝阳·期末)在水平方向的匀强电场中,用绝缘轻绳悬挂一质量为m、电荷量为q的小球,小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为45°。重力加速度为g。不计空气阻力。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)若剪断轻绳,求小球此后在电场中运动时的加速度大小a;
(3)若撤去电场,小球将在竖直平面内摆动,求小球摆到最低点时受到轻绳的拉力大小T。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对小球受力分析如图所示
根据力的平衡条件,有
得
(2)由题意及上述分析可得,小球所受的合力大小
根据牛顿第二定律有
得
(3)设小球摆到最低点时的速度为,根据机械能守恒定律有
小球在最低点时,根据牛顿运动定律有
得
2 / 2
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1.3电场 电场强度
题型01 场强公式辨析与基础计算
题型02 多点电荷场强矢量叠加
题型03 电场线图像分析题
题型04 带电物体电场平衡综合题
▌题型01 场强公式辨析与基础计算
一、核心知识
1. 场强定义式:E=,适用于一切电场,E由电场本身决定,与试探电荷F、q无关;
2. 点电荷场强决定式:E=,仅真空点电荷适用;
3. 场强方向:正电荷受力方向为场强方向。
二、方法思维
区分两道公式适用场景;先判断场强方向,再代数计算大小;看清已知是试探电荷还是场源电荷。
1.D
2.A
3.B
4.B
5.【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据电场强度的定义式
(2)根据
可知
▌题型02 多点电荷场强矢量叠加
一、核心知识
1. 场强叠加原理:合场强为各点电荷场强的矢量和;
2. 平行四边形定则、正交分解矢量运算。
二、方法思维
分步骤:①单独计算每个电荷在目标点场强大小;②标注各分场强方向;③矢量合成,不直接数值相加。
1.D
2.A
3.D
4.AC
5.AC
▌题型03 电场线图像分析题
一、核心知识
1.电场线切线为场强方向;疏密代表场强大小;
2.电场线起止规律:始于正电荷/无穷远,止于负电荷/无穷远;
3.等量同种、异种、匀强电场电场线分布特征。
二、方法思维
看图抓两个关键点:切线判方向、疏密判强弱;根据电场线走向判断电荷电性。
1.A
2.C
3.B
4.A
5.AD
▌题型04 带电物体电场平衡综合题
一、核心知识
1. 电场力公式F=qE;
2. 物体平衡条件:合外力为0;
3. 受力分析顺序:重力→弹力→电场力。
二、方法思维
规范受力分析画受力图;建立正交坐标系,两个方向分别列平衡方程求解场强、电量。
1.C
2.【答案】(1)
(2)2m/s
【详解】(1)小球受力情况如图所示
根据小球受力平衡可得
即
(2)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则
解得
3.【答案】(1),
(2),方向斜向右上方
【详解】(1)对球a,有,
即
对球b,有,
即
联立,解得,
(2)由题意,小球a所受重力和库伦斥力的合力为,方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡,即
解得,方向斜向右上方。
4.【答案】(1)
(2)
(3),方向水平向右
【详解】(1)对小球受力分析,竖直方向由平衡条件
可得小球受到绝缘细线拉力的大小
(2)由平衡条件可知小球所受静电力的大小为
(3)根据场强的定义式可知金属板在小球处产生的电场强度大小为
方向水平向右。
5.【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对小球受力分析如图所示
根据力的平衡条件,有
得
(2)由题意及上述分析可得,小球所受的合力大小
根据牛顿第二定律有
得
(3)设小球摆到最低点时的速度为,根据机械能守恒定律有
小球在最低点时,根据牛顿运动定律有
得
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1.3电场 电场强度
题型01 场强公式辨析与基础计算
题型02 多点电荷场强矢量叠加
题型03 电场线图像分析题
题型04 带电物体电场平衡综合题
▌题型01 场强公式辨析与基础计算
一、核心知识
1. 场强定义式:E=,适用于一切电场,E由电场本身决定,与试探电荷F、q无关;
2. 点电荷场强决定式:E=,仅真空点电荷适用;
3. 场强方向:正电荷受力方向为场强方向。
二、方法思维
区分两道公式适用场景;先判断场强方向,再代数计算大小;看清已知是试探电荷还是场源电荷。
1.(23-24高一下·江苏南京·期末)如图甲所示,真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q,坐标轴上A点坐标为0.1m,在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度大小为
B.A、B点的电场强度的大小之比为
C.点电荷Q是负点电荷
D.B的位置坐标为
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)在某一点电荷产生的电场中,A、B两点的电场强度方向如图所示,则A、B两点的电场强度大小之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.1:4 D.4:1
3.(23-24高一下·湖南长沙·期末)下列关于电场的说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,元电荷就是电子
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用力就是电荷A的电场对B的作用
C.由电场强度的定义式:可知E与F成正比,与q成反比
D.点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都当作点电荷处理
4.(23-24高一下·山东青岛·期末)关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场中某点先后放入正、负试探电荷,受到的电场力反向,所以两种情况下电场强度方向相反
B.电场强度公式表明,当r减半时,电场强度变为原来的4倍
C.电场强度公式表明,q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
D.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
5.(22-23高二上·甘肃临夏·阶段检测)将电荷量为的点电荷放在电场中的A点,点电荷在A点受到的电场力大小为N.试求:
(1)A点电场强度E的大小;
(2)若移走,将另一个电荷量为C的点电荷放在A点,求点电荷在A点受到的电场力的大小。
▌题型02 多点电荷场强矢量叠加
一、核心知识
1. 场强叠加原理:合场强为各点电荷场强的矢量和;
2. 平行四边形定则、正交分解矢量运算。
二、方法思维
分步骤:①单独计算每个电荷在目标点场强大小;②标注各分场强方向;③矢量合成,不直接数值相加。
1.(2025·北京海淀·一模)两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB,M是点电荷连线中垂线上的某点,其电场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.qA和qB的大小可能相等
B.A和B为同种电荷,且qA>qB
C.A和B为异种电荷,且qA>qB
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则M点的电场方向不变
2.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)如图所示,正方体的边长为a,在和处放置电荷量分别为、的点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.B点电场强度大小为 B.B点电场强度大小为
C.D点电场强度大小为 D.D点电场强度大小为
3.(22-23高一下·云南曲靖·期末)如图,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷,它们在D点产生的场强大小都为E,下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度大小为
B.B、D两点的电场强度相同
C.A、C两点连线中点的电场强度大小为E
D.若再在B点放一负电荷、有可能使D点电场强度为0
4.(多选)(23-24高二上·全国·课后作业)如图所示a、b、c、d分别是一个菱形(竖直放置)的四个顶点,∠abc=120°。O点为菱形对角线的交点,现将三个电荷量均为+Q的点电荷分别固定在a、b、c三个顶点上。下列说法正确的是( )
A.d点电场强度的方向由O指向d
B.O点电场强度的方向由d指向O
C.d点的电场强度小于O点的电场强度
D.d点的电场强度等于O点的电场强度
5.(多选)(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)如题图1所示,x轴上和处分别固定A、B两点电荷,取电场强度沿x轴正方向为正,x轴上区域的电场强度分布如题图2所示,放入其中的电荷仅受电场力作用,由此可知( )
A.A、B两点电荷电性相反
B.A、B两点电荷电荷量大小之比
C.在有限范围内,x轴上仅有一处电场强度为零
D.将一正点电荷从处由静止释放,仅在电场力作用下还能回到处
▌题型03 电场线图像分析题
一、核心知识
1.电场线切线为场强方向;疏密代表场强大小;
2.电场线起止规律:始于正电荷/无穷远,止于负电荷/无穷远;
3.等量同种、异种、匀强电场电场线分布特征。
二、方法思维
看图抓两个关键点:切线判方向、疏密判强弱;根据电场线走向判断电荷电性。
1.(24-25高一下·福建福州·期末)某电场区域的电场线如图所示,a、b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a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力
B.a点的场强大小与放在该点的试探电荷q的大小有关
C.点电荷在a点受到的静电力一定沿着该点的场强方向
D.正电荷在a点的加速度小于在b点的加速度
2.(20-21高一下·重庆巴南·期末)在如图所示的电场中,各点电荷带电量大小都是,甲图中的A、B为对称点,乙、丙两图的点电荷间距离都为,虚线是两侧点电荷的中垂线,两点电荷连线上的O、C和O、D间距离也是,下列说法正确的是( )
A.图甲中A、B两点电场强度相同
B.图乙和图丙中,点的电场强度大小相等
C.图乙中点的电场强度大于图丙中点的电场强度
D.乙图中从点沿虚线向上的电场强度变大,而丙图中变小
3.(24-25高三下·河南·阶段检测)空间存在电荷量分别为+2q、-q(q>0)的点电荷,它们的电场线分布情况如图所示,A点是两电荷连线的中点,到两电荷的距离均为L,C点是两电荷连线延长线上的一点,到正电荷的距离也为L,B点与A点在同一条等势线上,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.A、B两点的电势相等,电场强度也相同
B.A点的电场强度大小为
C.C点的电场强度大小为
D.两点电荷连线上电场强度为0的点与负电荷间的距离为
4.(25-26高二上·天津西青·期末)如图所示,实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用,根据此图不能做出推断的是( )
A.带电粒子所带电荷的电性
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点何处加速度较大
D.带电粒子在a、b两点何处速度较小
5.(多选)(24-25高一下·陕西安康·期末)如图所示是实验室模拟出的等量异种电荷电场线的显形平面图片,该平面中有A、B、C、D四个点,其中B、C两点处在等量异种电荷连线的中垂线上,下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度要大于B点的电场强度
B.将一个电子从C点由静止释放,它可能会沿着电场线运动到D点
C.B点的电场强度小于C点的电场强度
D.将一个质子从B点由静止释放,运动到A点过程中,加速度逐渐增大
▌题型04 带电物体电场平衡综合题
一、核心知识
1. 电场力公式F=qE;
2. 物体平衡条件:合外力为0;
3. 受力分析顺序:重力→弹力→电场力。
二、方法思维
规范受力分析画受力图;建立正交坐标系,两个方向分别列平衡方程求解场强、电量。
1.(2026·陕西·二模)如图,PO为光滑绝缘竖直墙壁,OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电荷的A、B两小球(均视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态。若在小球A上加竖直向下的推力F,小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,假设两小球所带电荷量保持不变,则有推力F的新平衡状态与原平衡状态比较( )
A.A球对竖直墙壁的作用力增大 B.两球之间的距离不变
C.A球与B球间的静电力增大 D.地面对B球的弹力不变
2.(23-24高一下·江苏镇江·期中)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球的质量,所带电荷量,取重力加速度,,。求:
(1)求匀强电场的场强大小;
(2)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
3.(24-25高一下·江西·期末)如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
4.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,金属板所带电荷量为+Q、质量为m的金属小球所带电荷量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘轻质细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L。重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球受到绝缘细线拉力的大小;
(2)小球所受静电力的大小;
(3)金属板在小球处产生的电场强度。
5.(22-23高三上·北京朝阳·期末)在水平方向的匀强电场中,用绝缘轻绳悬挂一质量为m、电荷量为q的小球,小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为45°。重力加速度为g。不计空气阻力。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)若剪断轻绳,求小球此后在电场中运动时的加速度大小a;
(3)若撤去电场,小球将在竖直平面内摆动,求小球摆到最低点时受到轻绳的拉力大小T。
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