内容正文:
第一章 静电场的描述
第三节 电场 电场强度
第2课时 电场线
基础过关练
题组一 电场线的特点及简单应用
1.(2025安徽六安月考)静止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分布图,下列关于电场和电场线的说法正确的是 ( )
A.由于电场是看不见、摸不着的,所以电场实际并不存在
B.电场线可以形象地描述电场,电场线是实际存在的
C.同一幅电场线分布图中,电场线密集的地方电场强度较大
D.电场线分布图中没画电场线的地方(如B点),电场强度为零
题组二 几种特殊的电场线
2.(多选题)Q是真空中的点电荷,它激发的电场的电场线在虚线右侧的部分如图所示,M、N是电场中的两点,M与点电荷的距离小于N与点电荷的距离。下列说法正确的是 ( )
A.Q带正电荷
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.M点的电场强度小于N点的电场强度
D.同一试探电荷在M点受到的电场力大于它在N点受到的电场力
3.(2025广东汕头河溪中学月考)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
4.(2024广东清远南阳中学期中)用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。如图所示是静电除尘集尘板与放电极间的电场线,A、B是电场中的两点,则 ( )
A.EA<EB,方向不同 B.EA<EB,方向相同
C.EA>EB,方向不同 D.EA>EB,方向相同
题组三 匀强电场
5.如图所示,匀强电场场强的方向与水平方向成θ角,有一带电荷量为q、质量为m的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰沿水平方向,重力加速度为g。求:
(1)小球的电性及匀强电场场强E的大小。
(2)细线所受到的拉力大小。
能力提升练
题组一 等量异种(同种)电荷电场线特点
1.(多选题)(2025广东肇庆广信中学月考)电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是电场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点,则( )
A.A、D两点电场强度相同
B.E、F两点电场强度不同
C.B、O、C三点中,O点电场强度最大
D.电子沿EF方向从E点向O点运动过程,加速度逐渐增大
2.(2024江西赣州期末)在真空中静止的两个等量正点电荷,O点为两点电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,仅在静电力作用下,关于电子的运动,下列说法正确的是 ( )
A.电子在从a点到O点运动的过程中,加速度可能先增大后减小,速度一定越来越大
B.电子在从a点到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C.电子运动到O点时,加速度为零,速度也为零
D.电子通过O点后,速度越来越大
题组二 电场线与粒子运动的综合问题
3.(2024天津八中月考)如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某带电粒子(只受静电力作用)通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点,则由此图作出的判断错误的是 ( )
A.带电粒子带负电荷 B.带电粒子带正电荷
C.带电粒子所受静电力的方向向左 D.带电粒子做匀变速运动
4.(2025广东江门棠下中学月考)实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子,a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用),则 ( )
A.a一定带正电,b一定带负电 B.电场力对a做正功,对b做负功
C.a的速度将减小,b的速度将增大 D.a的加速度将减小,b的加速度将增大
5.(2024山东青岛十七中月考)A、B是一条电场线上的两个点,一带正电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其v-t图像如图所示。则这一电场可能是( )
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C
2.ABD
3.C
4.C
1.C 电场是实际存在于电荷周围的一种特殊的物质,电场线是为了形象地描述电场而人为引入的,电场线实际上不存在,故A、B错误;电场线的疏密程度能够表示电场的强弱,在同一幅电场线分布图中,电场线越密集的位置电场强度越大,电场线越稀疏的地方,电场强度越小,故C正确;电场线的疏密程度能够表示电场的强弱,题图中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,故D错误。故选C。
2.ABD 由电场线的分布可知,Q带正电荷,选项A正确;M点处的电场线较N点处密集,可知M点的电场强度大于N点的电场强度,选项B正确,C错误;根据F=Eq可知,同一试探电荷在M点受到的电场力大于它在N点受到的电场力,选项D正确。
方法技巧
电场线问题处理技巧
对于电场线问题要抓住以下三点:一是不论什么形状的电场线,根据其疏密都可以判断不同位置的场强大小;二是根据某处的电场线切线的方向可判断该处的场强的方向;三是利用一根电场线不能描述电场强度的大小。
3.C 题图甲中,a、b两点的电场强度大小相等,方向不相反,故A错误;题图乙中,根据电场线的疏密及对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同,故B错误;题图丙中的a、b两点,电场强度大小相等,方向相反,故C正确;题图丁中b点的电场强度大于a点的电场强度,故D错误。
4.C 根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小,由题图可知A处电场线比B处密,因此EA>EB,电场强度的方向为电场线上该点的切线方向,可知,A、B两点的场强方向不同,故选C。
5.答案 (1)正电 (2)
解析 (1)小球的受力如图,可知小球所受电场力的方向与场强方向相同,小球带正电。
由图可得qE sin θ=mg
则E=
(2)细线对小球的拉力
FT=
根据牛顿第三定律可知细线所受到的拉力大小为。
能力提升练
1.AD
2.A
3.B
4.D
5.D
1.AD 根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等,由题图甲看出,A、D两点电场强度方向相同,故A、D两点电场强度相同,故A正确;等量异种点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点电场强度相同,故B错误;由题图甲看出,B、O、C三点中,O点处的电场线最稀疏,电场强度最小,故C错误;由题图可知沿EF方向从E点向O点,电场强度逐渐变大,所以电子沿EF方向从E点向O点运动过程,加速度逐渐增大,故D正确。故选A、D。
2.A 在等量同种正点电荷连线的中垂线O点上方,电场强度方向由O指向a,电子从a点到O点运动的过程中,电场力方向由a指向O,故加速度与速度同向,电子的速度会越来越大,但电场线可能一直变稀疏,也可能先变密集再变稀疏,因此加速度可能越来越小,也可能先增大后减小,故B错误,A正确;电子运动到O点时所受电场力为零,加速度为零,继续向下运动,所受电场力方向与速度方向相反,电子将会减速,因此O点对应速度最大,通过O点后,电子做减速运动,速度越来越小,故C、D错误。故选A。
3.B 由题图轨迹向左弯曲,可知电场力方向向左,由于电场线方向向右,故粒子一定带负电,选项B错误,A、C正确;由于粒子受到的电场力F=qE是恒力,故粒子做匀变速运动,选项D正确。
4.D 电场线的方向未知,所以粒子的带电性质不确定;从图中轨迹来看,电场力对a、b都做正功,a、b的动能都增大,选项A、B、C错误;电场线密集的地方电场强度大,电场线稀疏的地方电场强度小,所以a受的电场力减小,加速度减小,b受的电场力增大,加速度增大,选项D正确。
方法技巧
处理电场线与运动轨迹综合问题的一般思路
首先要根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向,判断出其受力方向;然后根据电场力方向,判断电场线(场强)方向、粒子电性;最后根据电场线的疏密,判断受力大小、加速度大小关系等。
5.D 由v-t图像可知,粒子的速度在逐渐减小,图线切线斜率的绝对值在逐渐增大,可知带正电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动,所受电场力越来越大,电场线分布越来越密集;此带正电的微粒做减速直线运动,所以受力方向与运动方向相反,正电荷受电场力的方向与电场强度方向相同,所以电场线方向向左,选项A、B、C错误,D正确。
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