电场线 专项练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-08-01
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摘要:
**基本信息**
聚焦电场线概念辨析与应用,通过四题组构建“特点-模型-计算-运动分析”递进逻辑,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电场线的特点|2题|电场线正误判断与基本性质辨析|从电场线不相交、疏密表征场强等基础特点切入,建立概念认知|
|常见电荷电场线|5题|典型电荷(等量/不等量异种、点电荷)电场线分布及场强比较|通过对称、叠加原理分析场强大小方向,深化模型建构|
|匀强电场|4题|平行板电场性质及与点电荷叠加计算|结合匀强电场场强均匀性,训练场强合成与力学平衡应用|
|粒子运动分析|4题|粒子轨迹与电场线关系、运动图像综合判断|运用曲线运动条件及动能定理,关联电场力与运动状态,提升科学推理能力|
内容正文:
电场线专项练习
题组一 电场线的特点
1.(2026 四川成都蓉城名校联盟联考) 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( )
2.(2026 江苏徐州期中) 静电荷会在其周围产生静电场。为了形象地描述电场,法拉第采用了画电场线的方法。如图是某一电场的电场线,下列说法正确的是( )
A. 电场线可以形象地描述电场,所以电场线是实际存在的
B. 图中 A 点的电场强度大于 C 点的电场强度
C. 图中 B 点没有画电场线,所以 B 点的电场强度为零
D. 将带正电的试探电荷从 A 点由静止释放,它将沿电场线运动到 C 点
题组二 几种常见电荷产生电场的电场线
3.(2026 江苏盐城联考) 如图所示为一簇电场线,上下两侧的电场线关于水平电场线对称,b、c 两点关于水平电场线也对称,a、d 两点为电场中的另外两点。下列说法正确的是( )
A.a、b、c、d 四点中,d 点的电场最强
B.b、c 两点的电场强度不相同
C. 若在 d 点放负电荷,负电荷受到的电场力方向指向右侧
D. 同一个试探电荷分别放在 a、d 两点,在 d 点所受的电场力较大
4.(2026 江西名校联考) 原点 O 的左、右两侧对称放置等量的正、负点电荷,电场线分布如图所示。以两点电荷的连线为 x 轴,以 x 轴正方向为电场强度的正方向,则 x 轴上各点的电场强度 E 随坐标 x 变化的图像可能正确的是( )
5.(2025 湖南娄底月考) 如图所示为真空中两点电荷 A、B 形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称,O 点为 A、B 点电荷连线的中点,a、b 为其连线的中垂线上关于 O 对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B 可能带等量异种电荷
B.A、B 可能带不等量的正电荷
C.a、b 两点处无电场线,故其电场强度为零
D. 同一试探电荷在 a、b 两点处所受电场力大小相等、方向相反
6.(2025 福建福州第二中学期末) 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图,图中两点电荷连线长度为 2r,左侧点电荷带电荷量为 + 2q,右侧点电荷带电荷量为,P、Q两点关于两电荷连线对称。静电力常量为k。由图可知( )
A.P、Q两点的电场强度相同
B.M点的电场强度小于N点的电场强度
C. 若将一正试探电荷由M点静止释放,它将沿电场线运动到P点
D. 两点电荷连线的中点处的电场强度大小为
题组三 匀强电场
7.(2025 河南漯河高级中学月考) 如图所示,水平放置的两块等量异种电荷的平行金属板M、N,它们之间的电场线(除边缘外)是间隔相等的平行线,P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.M板带正电、N板带负电
B.P、Q两点的电场强度大小关系为
C. 将电子由P点静止释放,它将沿电场线移动到N板
D. 同一带电粒子在P、Q两点所受的电场力大小关系为
8.(2026 江苏扬州新华中学期中) 如图所示,在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,在O点固定一点电荷,A、B、C、D是以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四个点,\(B、D\)连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直,已知D点的电场强度为零,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. 点电荷带负电
B. 点电荷的电荷量为
C.A点和C点的电场强度相同
D.OD中点的电场强度大小为4E
9.(2026 河南名校联考) 如图所示,在电场强度大小为E的匀强电场中,\(A、B\)两点固定有带等量异种电荷的点电荷。A、B两点的连线与电场强度方向平行,C点为\(A、B\)两点连线中垂线上的一点,D点为A、B两点连线延长线上的一点,。已知C点处的电场强度大小为2E,则D点处的电场强度大小为( )
A.2E B. C. D.E
10.(2026 江苏苏州中学期中) 如图所示,用的绝缘细线将质量为的足够小的带电小球悬挂在O点,当空中竖直平面内加上如图所示斜向上、与水平方向成角、大小为的匀强电场时,小球能在图示细线与竖直方向成角处静止。(重力加速度g取,,)求:
(1) 小球是带正电荷还是带负电荷,并说明原因;
(2) 带电小球所带电荷量大小q;
(3) 剪断细线后,带电小球的加速度大小a。
题组四 电场线与带电粒子运动情况分析
11.(2026 北京理工大学附属中学期中) 有一负点电荷自电场中的 A 点静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到 B 点,它运动的图像如图所示,则 A、B 两点所在区域的电场线分布可能是下图中的( )
12.(2026 江苏南京师大附属扬子中学联考) 如图所示,虚线a、b、c代表点电荷电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 该电场由负点电荷形成
B. 带电粒子一定是从P向Q运动
C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度
D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度
13.(2026 北京一七一中学月考) 电鳗瞬时放电时可产生高压,电流通过介质水传导足以击晕大型猎物或敌人。电鳗瞬时放电时周围的电场可简化为如图所示\(A、B\)两个点电荷产生的电场,图中实线是电场线,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,\(a、b\)为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A.A带正电,B带负电,且B点电荷所带电荷量较大
B. 带电粒子在a点所受的电场力大于在b点所受的电场力
C. 带电粒子带负电
D. 除无穷远处外,A的左侧还有一处的电场强度为 0
14.(2026 安徽阜阳联考) 如图所示,直线MN为某个点电荷电场中的一条电场线,一个带正电的粒子仅在电场力作用下从A点运动到B点,轨迹为图中曲线,粒子速度先减小后增大,则下列说法正确的是( )
A. 场源电荷带负电
B. 电场上场强方向由N指向M
C.A点的场强比B点的小
D. 粒子在A点的加速度比在B点的大
答案解析
1B
根据静电场电场线的特点可知,电场线不相交、不闭合,故 A、C 错误;根据常见电场的电场线特点可知,B 项中电场可能为正点电荷形成的电场,B 正确;匀强电场的电场线平行且等间距,D 错误。知识拓展带电物体在静电场中沿闭合路径运动一周回到原位,电场力做功为零。在 D 项图示的假想电场中,一个电荷从场强较强的下部沿电场线向左运动,然后垂直电场线向上运动到中部场强较弱处,再向右运动,再向下回到原位,电场力做功不为零,不符合静电场的保守性,那么这种电场不存在。
2.B
电场线是为了形象地描述电场人为引入的,实际上不存在,A 错误。在同一电场中,电场线的疏密反映电场的强弱,电场线越密集的位置电场强度越大,则图中 A 点的电场强度大于 C 点的电场强度;图中 B 点位置虽然没有画电场线,但其所在空间区域的电场线分布仍然能够反映一定的疏密程度,可知该点的电场强度不为零,B 正确,C 错误。电场线上每一点的切线方向与该点的电场强度方向一致,故若将带正电的试探电荷从 A 点由静止释放,它将沿 A 点的切线方向运动而偏离原来的电场线,所以不会沿电场线运动到 C 点,D 错误。
3.B
同一电场中电场线分布的疏密反映了电场的强弱,电场线分布越密的地方电场强度越大,可知,d点的电场最弱,A 错误;(b、c)两点的电场强度大小相等,但是方向不同,B 正确;负电荷所受的电场力方向与该点的场强方向相反,可知在d点放的负电荷受到的电场力方向指向左侧,C 错误;根据可知,同一个试探电荷在a点受到的电场力大于在d点受到的电场力,D 错误。
4.B
根据等量异种点电荷周围的电场分布特点可知,在两点电荷连线上,从正电荷到负电荷,电场强度方向从正电荷指向负电荷,电场强度先减小后增大,且连线中点电场强度最小(不为零);正电荷左侧电场强度方向向左,且向左大小不断减小,负电荷右侧电场强度方向向左,且向右大小不断减小,故选 B。
5.D
在静电场中,电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于负电荷或无穷远处。该电场线是两同种电荷形成的电场,若是等量同种电荷,中垂线为一条电场线,与题图不符,因此两电荷为不等量正电荷,A 错误;由电场线分布不对称可知,两电荷带不等量正电荷,电场线密集的一侧电荷量更大,B 错误;电场线的疏密表示电场强弱,没有画出电场线不代表场强为零,(a、b)两点电场强度不为零,C 错误;电场线关于虚线对称,则(a、b)两点电场强度大小相等,方向相反,同一试探电荷在两点受到的电场力大小相等、方向相反,D 正确。
6.D
电场线的疏密表示电场强弱,电场线的切线方向为电场方向,所以\(P、Q\)两点的电场强度大小相等,方向不同,A 错误;由于M点的电场线比N点的电场线密,所以M点的电场强度大于N点的电场强度,B 错误;电场线为曲线的情况下,若将一正试探电荷由M点静止释放,正试探电荷不会沿电场线运动,C 错误;左侧点电荷在连线中点处产生的电场强度大小为,方向水平向右,右侧点电荷在连线中点处产生的电场强度大小为,方向水平向右,则两点电荷连线的中点处的电场强度大小为,方向水平向右,D 正确。
7.C
在平行金属板之间,电场线从正极板指向负极板,所以M板带负电、N板带正电,A 错误;两平行金属板间电场(除边缘外)是匀强电场,所以\(P、Q\)两点的电场强度大小为,根据可知,同一带电粒子在\(P、Q\)两点所受的电场力大小相等,即,B、D 错误;由于电子带负电,所受电场力方向逆着电场线方向,故由P点静止释放电子后,它将沿电场线向N板运动,C 正确。
8.B
已知D点的电场强度为零,可知点电荷在D点的场强与匀强电场的场强大小相等、方向相反,点电荷带正电,根据,解得点电荷的电荷量为,故 A 错误,B 正确。点电荷在A点的场强方向向上,大小为E,可知A点的电场强度大小为,方向斜向右上;点电荷在C点的场强方向向下,大小为E,可知C点的电场强度大小为,方向斜向右下,A点和C点的电场强度大小相等,方向不同,故 C 错误。点电荷在OD中点的场强方向向左,大小为,再与匀强电场的场强合成,可得OD中点处的电场强度大小为,故 D 错误。
9.B
设正点电荷的电荷量为q,,则正点电荷在C点处产生的电场强度大小为,正、负点电荷在C点处产生的合电场强度大小为,方向与匀强电场的电场强度方向相同,因此有,解得,则D点处的电场强度大小为,故选 B。
10. 答案(1) 见解析(2)(3)
解析(1) 对小球受力分析,其受重力、细线的拉力和电场力,根据平衡条件,可知电场力方向与电场强度方向相同时,小球才能处于平衡状态,故小球带正电荷。
(2) 由于小球受力平衡,则有解得
(3) 剪断细线后,重力和电场力不变,其合力大小为根据牛顿第二定律有解得
11.B
根据图像可知,负点电荷从A到B做加速度逐渐增大的加速运动,则电场力方向从A指向B,且从A到B场强越来越大,电场线分布越来越密集;负电荷受到的电场力方向与电场方向相反,则电场线方向从B指向A,故选 B。
12.C
带电的粒子仅受到电场力,根据做曲线运动的物体受到的合力指向轨迹的凹侧,可知电场力方向向右,电场方向向左,则该电场是由正点电荷形成的,A 错误。仅根据粒子的运动轨迹,无法确定粒子一定是从P向Q运动,也有可能从Q向P运动,故 B 错误。若粒子从P运动到Q,电场力方向与速度方向的夹角大于,电场力做负功,动能减小,速度减小,所以P点速度大于Q点速度;若粒子从Q运动到P,电场力做正功,动能增大,P点速度还是大于Q点速度,C 正确。电场线的疏密表示电场强度的大小,P点处电场线比Q点处密集,所以P点的电场强度较大,则粒子在P点受到的电场力较大,加速度也较大,D 错误。
13.C
由于电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,可知A带正电,B带负电;点电荷A附近的电场线分布比点电荷B附近的电场线分布密,则点电荷A所带电荷量大于B所带电荷量,故 A 错误。b点电场线分布比a点密集,b点电场强度更大,故带电粒子在b点所受电场力更大,B 错误。粒子运动轨迹在速度方向和受力方向之间,故可判断粒子所受电场力和场强方向相反,粒子带负电,故 C 正确。由于A带正电,B带负电,且A所带电荷量大于B所带电荷量,根据点电荷场强公式结合场强叠加原理可知,除无穷远处外,B的右侧还有一处的电场强度是 0,而A的左侧任意位置的电场强度不可能为 0,D 错误。
14.D
设轨迹AB与电场线MN的交点为P,过P点与轨迹AB相切的方向为速度方向,如图所示,粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧,故电场力的方向由M指向N,由于粒子速度先减小,故粒子在A处受到的场源电荷的斥力如图所示,可知粒子在A处受到的场源电荷的斥力,故场源电荷带正电,A 错误;由于电场力的方向由M指向N,而粒子带正电,故电场线的方向由M指向N,B 错误;点电荷电场强度随与场源距离的减小而增大,A点更靠近场源电荷,则A点电场强度更大,故粒子在A点的加速度比在B点的大,故 C 错误,D 正确。
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