《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第一章静电场 第4课时 电场强度 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第一章静电场 第4课时 电场强度 （14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1. 电场 概念：在电荷的周围存在着由它产生的电场，电场是电荷周围存在的第一种特殊物质，它的性质是传递电 荷间的相互作用。 静电场：静止电荷产生的电场叫静电场。 2. 电场强度 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场 强，用字母E表示。 定义式：E=。 F q 单位：牛/库（N/C） 伏/米（V/m） 1 V/m=1 N/C。 方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同。 理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。 检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不影响原电场），体积很小（可以当作质点）的电荷。 场源电荷（源
2、电荷）：产生电场的电荷。 3. 真空中点电荷的场强 大小：。 2 Q Ek r 场强方向：正点电荷电场方向背离电荷；负点电荷电场方向指向电荷。 和的区别 F E q 2 Q Ek r 适用范围电荷的意义 F E q 定义式，适用于一切电场q是检验电荷，但E与q无关 2 Q Ek r 仅对点电荷的电场适用Q是场源电荷，E与Q成正比 4. 电场强度的叠加 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叠加，这种关系叫做电场强度的叠加。 电场的的可叠加性也是电场与普通物质的重要区别，场强的叠加的本质是矢量叠加，所以应该用平行四 边形定则计算。 5. 电场线 电场线是用来形象地描述电场强弱
3、与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场 强方向一致。 电场线的特征 a.电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小； b.静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处 点； c.电场线不会相交，也不会相切； d.电场线是假想的，实际电场中并不存在； e.电场线不是闭合的曲线，且与带电粒子在电场中的切线之间没有必然联系。 6. 几种常见电场中的电场线的分布及特点 正、负点电荷的电场中的电场线的分布 特点：特点： a.离点电荷越近，电场线越密，场强越大； b.以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等
4、，方向不同。 等量异种点电荷形成的电场中的电场线的分布 特点：特点： a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大； b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直； c.在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点O等距离的各点场强相等。 3等量同种点电荷形成的电场中的电场线的分布 特点：特点： a.两点电荷连线中点O处场强为零； b.两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零； c.两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。 匀强电场 特点：特点： a.匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线； b.电场线的疏密反映场强的大小
5、，电场方向与电场线平行。 5点电荷与带电平板的电场中电场线的分布 特点：特点： a.以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称； b.电场线的分布情况类似于等量异种点电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线； c.在带电平板表面场强与平板垂直。 在电场中某点用+q 测得场强 E，当撤去+q 而放入 时，则该点的场强（ ） 2 q A大小为，方向和 E 相同 2 E B大小为，方向和 E 相反 2 E C大小为 E，方向和 E 相同 D大小为 E，方向和 E 相反 在一个等边三角形 ABC 顶点 B 和 C 处各放一个带电荷量相同的点电荷时，测得 A 处的场强大小为 E，方向与 BC
6、边平行沿 B 指向 C，如图所示拿走 C 处的点电荷后，A 处电场强度情况将是（ ） A大小仍为 E，方向从 A 指向 B B大小仍为 E，方向沿 BA 向外 C大小变为，方向不变 2 E D不能作出结论 本题考查的是场强的叠加，场强的叠加的本质是矢量叠加，用平行四边形定则计算。场强的叠 加应用平行四边形定则计算时与力的合成有异曲同工之妙。 答案：B 解析：由题意可知，B 和 C 处各放一个带电荷量相同的点电荷时，测得 A 处的场强大小为 E，方向与 BC 边 平行沿 B 指向 C，根据平行四边定则作出 B 处点电荷在 A 处的电场强度 EB和 C 在 A 点电荷 A 处的电场强度 EC的合场
7、强 E，由于三角形 ABC 是等边三角形，所以 EB和 EC的夹角为 120，由几何知识可知， EB=EC=E，EB的方向由 B 指向 A，当拿走 C 处的点电荷后，则 A 处电场强度的大小仍为 E，方向由 B 指向 A。 如图所示，真空中带电荷量分别为+Q 和Q 的点电荷 A、B 相距 r，则： （1）两点电荷连线的中点 O 处的电场强度大小为多大？ （2）在两点电荷连线的中垂线上，距 AB 两点都为 r 的 O点的场强如何？ 本题关键是求出各个点电荷单独存在时产生的场强，然后进行矢量合成。 （2）如图乙所示，由矢量图形成的等边三角形可知。O点的合场强 2 AB kQ EE r ，方向与 A
8、B 的重锤线垂直，即与同向，方向由 AB。 0 2 AB kQ EEE r 0 E 0 E 如图所示，A 为带正电 Q 的金属板，小球的质量为 m、电荷量为 q，用绝缘丝线悬挂于 O 点小球 由于受水平向右的电场力而静止在沿金属板的垂直平分线上距板为 r 的位置，悬线与竖直方向的夹角为 试求小球所在处的场强。 本题是带电体在复合场中平衡问题，分析受力是关键，同时要掌握场强与电场力方向的关系。 小球带正电荷，电场强度方向与其受到的电场力方向一致，方向水平向右。 如图所示，一带电量为+q、质量为 m 的小球，从距地面高 2h 处以一定的初速度水平抛出，在距抛 出点水平距离为 s 处有根管口比小球大
9、的竖直细管，细管的上口距地面高为 h，为了使小球能无碰撞地落 进管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求: (1)小球的初速度; (2)应加电场的场强; (3)小球落地时的动能. 本题是一道有关电场的动力学综合题目。解答本题的关键是灵活运用平抛运动规律，牛顿运 动定律及动能定理等知识，与没有电场的动力学问题解题方式和思路是一样的，只是在分析受力时需要考 虑电场力的作用。 解得: ； 0 2g vs h (2)水平方向，根据牛顿第二定律:qE=ma， 又由运动学公式: ， 0 0 qE vt m 由以上三式解得: ； mgs E hq (3)由动能定理:WG+W电=EK，
10、即: ， 2 0 1 (2 ) 2 k EmvmghqEs 解得:EK=2mgh。 1关于电场，下列叙述正确的是（ ） A对点电荷激发的电场，以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同 B正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为E=，取走q后，该点的电场强度不为零 F q D试探电荷所受电场力很大，该点的电场强度也一定很大 2国际单位制中，不是电场强度的单位是（ ） AN/C BV/mCJ/CDT m/s 3如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是（ ） A甲图中与点电荷等距的a、b两点 B乙图中两
11、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丁图中匀强电场中的a、b两点 4. 如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m 的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦 过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m。已测得 每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量 -4 8.0 10 kg 2 10 m/sg ，则（ ） 922 9.0 10 N m /Ck A两球所带电荷量相等 BA球所受的静电力为 1.0102 N CB球所带的电荷量
12、为 8 4 6 10C DA、B两球连线中点处的电场强度为 0 5. 如图所示，真空中 O 点有一点电荷，在它产生的电场中有 a、b 两点，a 点的电场强度大小为 Ea，方向 与 ab 连线成 60角，b 点的电场强度大小为 Eb，方向与 ab 连线成 30角.关于 a、b 两点电场强度大小 Ea、Eb的关系，以下结论正确的是（ ） A . 3 b a E E B . 3 ab EE C . 3 3 ab EE D .Ea=3Eb 6直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量 为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量
13、用k表示。若将该正点电荷移到G点， 则H点处场强的大小和方向分别为 （ ） A，沿y轴正向 B，沿y轴负向 2 4 3 a kQ 2 4 3 a kQ C，沿y轴正向 D，沿y轴负向 2 4 5 a kQ 2 4 5 a kQ 7如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q由a运动到b，电场 力做正功，已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是 （ ） A若Q为正电荷，则q带正电，FaFb B若Q为正电荷，则q带正电，FaFb D 若Q为负电荷，则q带负电，FaEb，则FaFb， 故 A 正确，B 错误；若Q为负电荷，带电粒子由a点到b点电场力做
14、正电，知该带电粒子带负点，由 EaEb，则FaFb，故 C 正确，D 错误。 【名师点睛】电场线的应用 （1）判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场 线在该点切线方向相反； （2）判断电场强度的大小（定性）电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电 荷受力大小和加速度的大小。 8A 解析：根据场强的叠加，知两正电荷的中点场强为零，周围的电场线是排斥状的，靠近电荷处场强比较强。 故 A 正确，BCD 错误。 9.C 10（1）正电 （2）匀加速直线运动 mg E 2L g （2）静止释放后，小球由静止开始沿与竖直方向成=45斜向右下方做匀加速直线运动，当到达最低点 时，它经过的位移为L，此时细线刚好拉直，由匀变速直线运动的规律可得 2 x=at2，a=g 1 22 所以t=。 2L g
