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 含解析.doc

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=。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（源电荷）：产生电场的电荷。3. 真空中点电荷的场强大小：。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。和的区别适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场q是检验电荷，但E与q无关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：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，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：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：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：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，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：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（）A大小为，方向和E相同B大小为，方向和E相反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，方向与AB的重锤线垂直，即与同向，方向由AB。 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: ；(2)水平方向，根据牛顿第二定律:qE=ma，又由运动学公式: ，由以上三式解得: ；(3)由动能定理:WG+W电=EK，即: ，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/CDTm/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，则（ ）A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.0×102 NCB球所带的电荷量为 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 .  B .  C .  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C，沿y轴正向 D，沿y轴负向 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，Fa>FbB若Q为正电荷，则q带正电，Fa<FbC若Q为负电荷，则q带负电，Fa>FbD 若Q为负电荷，则q带负电，Fa<Fb8两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点O呈对称分布，下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是（ ）A BC D9AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O，将电荷量分别为+q和q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示.要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（ ）A.应放在A点，Q=2qB.应放在B点，Q=2qC.应放在C点，Q=qD.应放在D点，Q=q 10如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角=45°。（1）小球带何种电荷？电荷量为多少？（2）若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点？参考答案与解析1C中E的大小并不是由F、q来决定的，在电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而这一比值不变，D错误。2.C3BD解析：甲图中a、b两点场强大小相等，方向不同；乙图中a、b两点场强大小相等，方向均垂直连线中垂线向左；丙图中a、b两点场强大小相等，方向相反；丁图的两平行板间为匀强电场，场强相等。故选BD。4.ACD5.D6.B7AC解析：若Q为正电荷，带电粒子由a点到b点电场力做正功，知该带电粒子带正电，由Ea>Eb，则Fa>Fb，故A正确，B错误；若Q为负电荷，带电粒子由a点到b点电场力做正电，知该带电粒子带负点，由Ea>Eb，则Fa>Fb，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.C10（1）正电 （2）匀加速直线运动（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x=at2，a=g所以t=。