2022学年高二物理人教版必修三讲练高分突破专题 电场 电场强度

2022学年高二物理人教版必修三讲练高分突破专题 第九章 静电场及其应用9.3：电场 电场强度 一：知识精讲归纳 一．电场 (1)概念：存在于电荷周围的一种特殊物质，场与实物是物质存在的两种不同形式． (2)性质：对放入其中的电荷有力的作用，电荷间通过电场发生相互作用． (3)静电场：静止的电荷产生的电场． 二．电场强度 (1)两种不同功能的电荷： ①试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，电荷量和尺寸必须较小． ②场源电荷：产生电场的电荷． (2)定义：试探电荷在电场中某个位置所受的力与其电荷量成正比，即F＝Eq，在电场的不同位置，比例常数E一般不一样，它反映了电场在这点的性质，叫做电场强度． (3)公式：E＝. (4)单位：N/C或V/m. (5)方向 电场强度是矢量，规定电场中某点的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． 技巧总结：对电场强度的理解(深化理解) 1．对电场强度的理解：(1)电场强度反映了电场的力的性质． (2)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关．电场中不同的地方，电场强度一般是不同的． (3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反． 2．公式E＝与E＝的区别 　　区别 公式　　 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度大小的定义式 F∝q，但E与F、q无关，E是反映某点处电场的性质 适用于一切电场 E＝k 是真空中点电荷场强的决定式 由E＝和库仑定律导出，E由Q、r决定 在真空中，场源电荷Q是点电荷 三：点电荷的电场，电场的叠加 1．真空中点电荷的场强 ①大小：E＝k. ②方向：Q为正电荷时，在电场中的某点P，E的方向由Q指向P；Q是负电荷时，E的方向由P指向Q. 2．电场强度的叠加 如果场源电荷不只是一个点电荷，则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． 四：电场线、匀强电场 1．电场线：画在电场中的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点电场强度的方向一致． 2．电场线特点： (1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远． (2)任意两条电场线不相交． (3)电场线的疏密表示电场的强弱． (4)电场线不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线． 3．匀强电场 (1)定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场． (2)匀强电场的电场线：间距相等的平行直线． 技巧总结：对电场线的理解 1．电场线的应用 (1)比较电场强度大小：场强大处电场线密，场强小处电场线疏，故根据电场线的疏密可以比较场强的大小． (2)确定电场强度方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向． 2．电场线与带电粒子运动轨迹的关系：电场线不是带电粒子的运动轨迹，带电粒子在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线重合，也可能不重合．可分以下几种情况讨论： (1)运动轨迹与电场线重合时应同时具备以下条件： ①电场线为直线； ②带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线； ③带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线． (2)只在电场力作用下，以下情况带电粒子做曲线运动，且与电场线不重合： ①电场线为直线时，有初速度且与电场线不共线； ②电场线为曲线． 3．常见电场线的 类型 图形 特点 点电荷 正点电荷　负点电荷 (1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同 等量异号点电荷 (1)两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点场强最小，越靠近点电荷场强越强 (2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直 (3)沿中垂线从O点到无穷远，场强逐渐减弱 等量同号点电荷 (1)两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零 (2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷) (3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处，场强先变强后变弱 二：考点题型归纳 一：电场的概念 1．关于电场，下列表述正确的是（　　） A．电场是由电荷在其周围空间产生的一种特殊物质，其特性是它对置入其中的电荷有力的作用 B．电场看不见、摸不着、听不见、嗅不到，所以是虚无缥缈的，并不真实存在 C．电场就是一片场地 D．以上表述都不对 2．由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点（　　） A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比 B．无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变 C．电场中某点的场强为零，放入该点的电荷受到的静电力不一定为零 D．试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的场强方向 3．一个点电荷的电荷量为，所在位置的电场强度方向竖直向上，大小为，则该点电荷所受电场力的大小和方向（　　） A．9×1013 N，水平向右 B．9×1013 N，水平向左 C．0.225N，竖直向下 D．0.225N，竖直向上 二：电场强度的理解与公式应用 4．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　） A．若在A点换上电量为“”的电荷，A点的场强方向发生变化 B．若在A点换上电量为“2q”的电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷“q”，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 5．在电场中某点放一电荷量为-2.4×10-7C的负电荷，该电荷受到的电场力为4.8×10-5N，方向水平向东，则该点的电场强度大小和方向分别为（　　） A．2×102N/C 水平向东 B．2×10-2N/C 水平向东 C．2×102N/C 水平向西 D．2×10-2N/C 水平向西 6．下列关于电场强度的两个表达式和的叙述，错误的是（　　） A．是电场强度的定义式，E的大小和F、q没有必然联系 B．是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷的电量，它适用于任何电场 C．是点电荷场强的计算公式，Q是产生电场的电荷电量，它不适用于匀强电场 D．从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式，式中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 三：电场强度的叠加 7．真空中三个等量点电荷、、，放在等边三角形的三个顶点，其中、带正电，带负电，则所受库仑力合力的方向可能是（　　） A．的方向 B．的方向 C．的方向 D．的方向 8．如图所示，平面上有一个半径为R的绝缘圆环，将两电荷量为的点电荷分别放在B、D处，同时在圆环所处平面施加一个外加匀强电场，此时A点场强为0，静电力常量为k，则圆心O处电场强度的大小为（　　） A．0 B． C． D． 9．如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则下列正确的是（　　） A．正方形中心处场强大小为，方向水平向左 B．正方形中心处场强大小为，方向水平向右 C．正方形中心处场强大小为，方向竖直向下 D．正方形中心处场强大小为，方向竖直向上 四：三种常见的电场线 10．两试探电荷置于电场中、两点，所受电场力、方向如图所示。由图可知（　　） A．点处的电荷带正电，点处的电荷带负电 B．点处的电荷带负电，点处的电荷带正电 C．点的场强小于点的场强 D．、两点场强大小相等 11．在下列图示的电场中，P、Q两点电场强度完全相同的是（　　） A． B． C． D． 12．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-q，P、Q两点关于两电荷连线对称．由图可知（　　） A．P、Q两点的电场强度相同 B．M点的电场强度大于N点的电场强度 C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力 D．两点电荷连线的中点处的电场强度为 三：考点过关精练 一、单选题 13．在如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的（　　） A． B． C． D． 14．利用如图甲所示的装置进行静电除尘，在金属杆和圆桶之间加上高压，可使桶内空气中的粉尘颗粒带负电，粉尘颗粒在静电力作用下飞向圆桶壁聚集，圆桶内电场线分布俯视图如图乙所示。忽略粉尘颗粒间相互作用力，对于圆桶中的某一带负电的粉尘颗粒，下列说法正确的是（　　） A．越靠近金属杆所受静电力越大 B．越靠近金属杆所受静电力越小 C．在圆桶中运动时所受静电力始终不变 D．在圆桶中所受静电力方向始终与电场线方向相同 15．甲和乙图分别是半径为、带电均匀的六分之四圆环和半圆环（两环的材料和横截面积相同），带有同种电荷，且两环上单位长度所带电荷量相等，它们的圆心分别是和。已知点的电场强度大小为，则点的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 16．电场的电场线如图所示，一正电荷仅在电场力作用下沿直线以初速度v0从a点运动到b点，则该电荷在运动过程的v-t图象可能是（　　） A．B．C．D． 17．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示a、b两点的电场强度大小，则（　　） A．电场线从a指向b，所以EaEb C．电场线是直线，所以Ea=Eb D．不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb大小关系不能确定 18．如图所示，均匀带正电的半圆环ABC在其圆心O处产生的场强大小为E，方向与直径AC垂直。则AB部分（）所带电荷在O点产生的场强大小为（　　） A． B． C． D． 19．在正点电荷Q的电场中，一带正电的粒子经过P点时的速度方向如图所示。粒子重力不计，则下列粒子的运动轨迹可能正确的是（　　） A．B．C． D． 20．如图所示，在x轴上，依次有B、C、D、E、F五点，满足，在C、E两点分别放置带电量为、的两个点电荷（），在B、D、F三点中（　　） A．B点场强最弱，其方向沿x轴正方向 B．D点场强最强，其方向沿x轴正方向 C．F点场强最弱，其方向沿x轴正方向 D．B点场强最强，其方向沿x轴负方向 21．在电场中的a点放一试探电荷+q，它受到的电场力大小为F，方向水平向右，则a点的场强大小为E=，方向水平向右，下列说法正确的是（　　） A．在a点放置一个负试探电荷-2q，a点的场强变为2E B．在a点放置一个负试探电荷-2q，a点的场强方向变为水平向左 C．在a点放置一个电荷量为2q的检验电荷，则a点的场强变为2E D．在a点放置一个电荷量为2q的检验电荷，则a的场强仍为E 22．如图，真空中有三个带正电的点电荷，带电量分别为、、，将它们固定在边长为L的等边三角形的三个顶点上。对的库仑力大小为，对的库仑力大小为，、对的库仑力的合力大小为F，则下列说法正确的是（　　） A．在处产生的电场强度大小为 B．、在处产生的合场强大小为 C．、在处产生的合场强大小为 D．在处产生的场强大小为 四：高分突破精练 一、单选题 23．如图所示，图中的带箭头实线