第3节 电场与电场强度
[教材链接] 1.电场 静电场 2.力 3.(1)电场力F 电荷量q 场强 (2)E= 牛顿每库仑 N/C (3)正电荷 负电荷
[物理观念] (2)源电荷
例1 C [解析] 物理学规定电场强度的方向和正电荷受力的方向相同,与负电荷受力的方向相反,故A错误,C正确;电场强度描述电场本身的属性,和电场力的大小、电荷量的大小、电性以及有无电荷均无关,故B、D错误.
例2 (1)3.0×104 N/C (2)不变,见解析
[解析] (1)根据电场强度的比值定义式得
E==3.0×104 N/C
(2)若把试探电荷取走,电场强度不变.电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷无关.
[教材链接] 1.切线 电场强度 2.密 疏 (1)正电荷 负电荷 (2)交点 (3)假想
例3 D [解析] 因电场线是曲线,则正电荷在A点由静止释放,电场线不是它的运动轨迹,如果正电荷沿着电场线做曲线运动,所受电场力的方向是轨迹的切线方向,无法提供正电荷做曲线运动所需的向心力,选项A错误;电场线的疏密表示场强大小,则A点的场强大于B点的场强,则同一点电荷放在A点时受到的电场力比放在B点时受到的电场力大,选项B错误,D正确.B点虽然没有电场线,但是仍有电场,所以电荷在B点仍受电场力作用,选项C错误.
变式 A [解析] 电场线是从正电荷出发止于负电荷或无穷远处,所以Q是正点电荷,根据电场线的疏密表示电场强度大小,得A点的电场强度大于B点的电场强度,故选A.
[物理观念] 最小 变大 零 变大 最大 变小 零 先变大后变小 等大同向 等大反向
例4 B [解析] 电场线起于正电荷而止于负电荷,图中虽未用箭头表示起止方向,但其走向已表明两电荷一定为异种电荷(但不能判断谁正谁负),从b周围的电场线较密集可知b周围的场强比a周围大,则b带电荷量大于a带电荷量.
例5 A [解析] 若Q1、Q2均带正电,它们在点O处产生的电场强度大小相等,方向相反,互相抵消,则中点O的场强为零,A正确;若Q1、Q2均带正电,中点O的场强为零,中垂线上无穷远处场强也为0,从O点到无穷远处,场强先增大后减小,所以无法确定M、N两点的场强大小,B错误;若Q1带正电、Q2带负电,由等量异种点电荷的电场线分布可知,由O到N,电场强度一直减小,C、D错误.
随堂巩固
1.B [解析] 只要有电荷,就一定有电场,故A正确;电场最基本的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力,电荷间的相互作用是通过电场产生的,故B错误,D正确;电场是一种特殊物质,在真空中、物体内都能存在,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西,故C正确.
2.C [解析] 电场强度由电场本身决定,与放入的试探电荷无关,故C正确.
3.C [解析] 电场线是假想的曲线,不是真实存在的,故A错误;图甲中,没有头发屑的地方同样有电场存在,故B错误;图乙中A点的电场线较B点密集,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,故C正确;因A、B之间的电场线为曲线,根据物体做曲线运动的条件可知,在图乙电场中由A点从静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点,故D错误.
4.B [解析] 等量异种点电荷电场线分布如图所示,电场线的疏密表示电场的强弱,由对称性可知OM中点的电场强度大小等于ON中点的电场强度,O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的,与HG上
各点相比是最大的,故A、C错误,B正确;因电场线的疏密表示电场的强弱,沿HG由H到G电场强度先变大再减小,由F=qE可知,将试探电荷沿HG由H移送到G,试探电荷所受静电力先增大后减小,故D错误.第3节 电场与电场强度
学习任务一 电场、电场力及电场强度
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
1.电场:电场是物质存在的一种形式,电荷之间的相互作用是通过 传递的.静止电荷产生的电场叫作 .
2.电场力:电场对处在其中的电荷有 的作用,这种力称为电场力.
3.电场强度
(1)定义:放入电场中某点的试探电荷受到的 与它的 之比,叫作该点的电场强度.通常简称 .
(2)大小: .单位: ,符号: .
(3)方向:规定为与 在该点所受的电场力的方向相同,与 在该点所受的电场力方向相反.
(4)物理意义:描述电场的强弱和方向的物理量,是矢量.
[物理观念] 试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷:电荷量和体积都很小的点电荷,称为试探电荷.
(2)场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷,称为场源电荷,或 .
例1 关于电场力和电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比
C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致
D.检验电荷的电荷量越大,它在电场中受到的电场力就越大,因此该点的电场强度就越大
[反思感悟]
例2 如图所示,将电荷量q=+2.0×10-8 C的试探电荷放在电场中的A点,该试探电荷受到静电力F=6.0×10-4 N.
(1)求A点的电场强度大小E.
(2)若把该试探电荷取走,A点的电场强度是否发生变化 请说明理由.
【要点总结】
1.电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,由场源电荷产生,由电场本身决定,与试探电荷无关.
2.电场强度E=是用比值法定义的,电场强度是矢量,有方向,物理学上规定电场中某处电场强度的方向是放在该处的正电荷所受电场力的方向.
学习任务二 电场线
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
1.定义:在电场中绘出一些曲线,曲线上任一点的 方向与该点 的方向一致,这样的曲线称为电场线.
2.特点:电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向,在同一幅图中,电场强度越大的地方电场线越 ,电场强度越小的地方电场线越 .
(1)电场线从 或无穷远出发,终止于无穷远或 ,不是闭合曲线.
(2)同一电场的电场线在电场中没有 、不相切.
(3)电场线是人为画出的,是为了形象地描述电场而 的曲线(实际并不存在).
例3 [2024·厦门期末] 电场中某区域的电场线分布如图所示,
A、B是电场中的两点,则 ( )
A.正电荷在A点由静止释放,电场线就是它的运动轨迹
B.同一点电荷放在A点时受到的电场力比放在B点时受到的电场力小
C.因为B点没有电场线,所以电荷在B点不受电场力作用
D.A点的电场强度比B点的大
[反思感悟]
变式 [2024·长汀一中月考] 如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是 ( )
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
【要点总结】
点电荷的电场线的特点(如图所示)
(1)点电荷的电场线呈辐射状,正点电荷的电场线向外至无限远,负点电荷则相反.
(2)以点电荷为球心的一个球面上,电场线疏密相同,但方向不同,说明该球面上各点的电场强度大小相等,但方向不同.
(3)同一条电场线上,电场强度方向相同,但大小不等.实际上,点电荷形成的电场中,任意两点的电场强度都不同.
学习任务三 等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
[物理观念]
等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷
电场线分布图
连线上的场强大小 O点 ,从O点沿连线向两边逐渐 O点为 ,从O点沿连线向两边逐渐
中垂线上的场强大小 O点 ,从O点沿中垂线向两边逐渐 O点为 ,从O点沿中垂线向两边
关于O点对称的点A与A'、B与B'的场强
例4 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场.如图为点电荷a、b所形成的电场的电场线分布图,以下几种说法中正确的是 ( )
A.a、b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
B.a、b为异种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
C.a、b为同种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
D.a、b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
[反思感悟]
例5 [2024·长乐一中期末] 如图所示,Q1,Q2是两个电荷量相等的点电荷,O点为它们连线的中点,M、N为连线中垂线上的两点.下列说法正确的是
( )
A.若Q1,Q2均带正电,则在中垂线上,O点的电场强度为零
B.若Q1,Q2均带正电,则M点的电场强度一定大于N点的电场强度
C.若Q1带正电、Q2带负电,则M点的电场强度一定比N点电场强度小
D.若Q1带正电、Q2带负电,则在中垂线上,O点的电场强度最小
[反思感悟]
1.(电场、电场力)关于电场,下列说法中错误的是( )
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电荷间的相互作用不是通过电场而产生
C.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2.(对电场强度的理解)[2024·大田一中月考] 当在电场中某点放入电荷量大小为q的正试探电荷时,测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量大小为2q的负试探电荷时,该点的场强 ( )
A.大小为原来的2倍,方向与原来的相同
B.大小为原来的2倍,方向与原来的相反
C.大小与原来的相等,方向与原来的相同
D.大小与原来的相等,方向与原来的相反
3.(电场线)[2024·惠平一中月考] 把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场线的分布情况,图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场线分布的照片,图乙为简化后的电场线分布情况,则( )
A.由图甲可知,电场线是真实存在的
B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中由A点从静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
4.(等量异种点电荷形成的电场)在M、N两点放置等量的异种点电荷如图所示,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足.下列说法正确的是 ( )
A.OM中点的电场强度大于ON中点的电场强度
B.O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的
C.O点的电场强度大小与HG上各点相比是最小的
D.将试探电荷沿HG由H移送到G,试探电荷所受静电力先减小后增大(共42张PPT)
第3节 电场与电场强度
学习任务一 电场、电场力及电场强度
学习任务二 电场线
学习任务三 等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
随堂巩固
备用习题
学习任务一 电场、电场力及电场强度
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
1.电场：电场是物质存在的一种形式，电荷之间的相互作用是通过______传递的.静止电荷产生的电场叫作________.
2.电场力:电场对处在其中的电荷有____的作用，这种力称为电场力.
电场
静电场
力
3.电场强度
(1) 定义：放入电场中某点的试探电荷受到的________与它的
___________之比，叫作该点的电场强度.通常简称_______.
(2) 大小：______.单位：____________，符号：_____.
(3) 方向：规定为与________在该点所受的电场力的方向相同，与________在该点所受的电场力方向相反.
(4)物理意义：描述电场的强弱和方向的物理量，是矢量.
电场力
电荷量
场强
牛顿每库仑
正电荷
负电荷
［物理观念］ 试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷：电荷量和体积都很小的点电荷，称为试探电荷.
(2)场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，称为场源电荷，或________.
源电荷
例1 关于电场力和电场强度，下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比
C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致
D.检验电荷的电荷量越大，它在电场中受到的电场力就越大，因此该点的电场强度就越大
[解析] 物理学规定电场强度的方向和正电荷受力的方向相同，与负电荷受力的方向相反，故A错误，C正确；电场强度描述电场本身的属性，和电场力的大小、电荷量的大小、电性以及有无电荷均无关，故B、D错误.
√
例2 如图所示，将电荷量的试探电荷放在电场中的点，该试探电荷受到静电力.
(1) 求点的电场强度大小.
[答案]
[解析] 根据电场强度的比值定义式得
(2) 若把该试探电荷取走，点的电场强度是否发生变化？请说明理由.
[答案] 不变，见解析
[解析] 若把试探电荷取走，电场强度不变.电场强度由电场本身性质决定，与试探电荷无关.
【要点总结】
1.电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，由场源电荷产生，由电场本身决定，与试探电荷无关.
2.电场强度是用比值法定义的，电场强度是矢量，有方向，物理学上规定电场中某处电场强度的方向是放在该处的正电荷所受电场力的方向.
学习任务二 电场线
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
1.定义：在电场中绘出一些曲线，曲线上任一点的______ 方向与该点__________的方向一致，这样的曲线称为电场线.
切线
电场强度
2.特点：电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向，在同一幅图中，电场强度越大的地方电场线越____，电场强度越小的地方电场线越____.
密
疏
(1) 电场线从________或无穷远出发，终止于无穷远或________，不是闭合曲线.
(2) 同一电场的电场线在电场中没有______、不相切.
(3) 电场线是人为画出的，是为了形象地描述电场而______的曲线(实际并不存在).
正电荷
负电荷
交点
假想
例3 [2024·厦门期末] 电场中某区域的电场线分布如图所示，、是电场中的两点，则( )
A.正电荷在点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹
B.同一点电荷放在点时受到的电场力比放在点时受到的电场力小
C.因为点没有电场线，所以电荷在点不受电场力作用
D.点的电场强度比点的大
√
[解析] 因电场线是曲线，则正电荷在A点由静止释放，电场线不是它的运动轨迹，如果正电荷沿着电场线做曲线运动，所受电场力的方向是轨迹的切线方向，无法提供正电荷做曲线运动所需的
向心力，选项A错误；电场线的疏密表示场强大小，则A点的场强大于B点的场强，则同一点电荷放在A点时受到的电场力比放在B点时受到的电场力大，选项B错误，D正确.B点虽然没有电场线，但是仍有电场，所以电荷在B点仍受电场力作用，选项C错误.
变式 [2024·长汀一中月考] 如图所示是点电荷周围的电场线，图中到的距离小于到的距离.以下判断正确的是( )
A.是正电荷，点的电场强度大于点的电场强度
B.是正电荷，点的电场强度小于点的电场强度
C.是负电荷，点的电场强度大于点的电场强度
D.是负电荷，点的电场强度小于点的电场强度
√
[解析] 电场线是从正电荷出发止于负电荷或无穷远处，所以是正点电荷，根据电场线的疏密表示电场强度大小，得A点的电场强度大于B点的电场强度，故选A.
【要点总结】
点电荷的电场线的特点(如图所示)
(1)点电荷的电场线呈辐射状，正点电荷的电场线向外至无限远，负点电荷则相反.
(2)以点电荷为球心的一个球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明该球面上各点的电场强度大小相等，但方向不同.
(3)同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等.实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同.
学习任务三 等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
［物理观念］
等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷
电场线分布图 _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________
连线上的场强大小
最小
变大
零
变大
等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷
中垂线上的场强大小
__________ __________
最大
变小
零
先变大后变小
等大同向
等大反向
续表
例4 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场.如图为点电荷、所形成的电场的电场线分布图，以下几种说法中正确的是( )
A.、为异种电荷，带电荷量大于带电荷量
B.、为异种电荷，带电荷量小于带电荷量
C.、为同种电荷，带电荷量大于带电荷量
D.、为同种电荷，带电荷量小于带电荷量
√
[解析] 电场线起于正电荷而止于负电荷，图中虽未用箭头表示起止方向，但其走向已表明两电荷一定为异种电荷(但不能判断谁正谁负)，从周围的电场线较密集可知周围的场强比周围大，则带电荷量大于带电荷量.
例5 [2024·长乐一中期末] 如图所示，，是两个电荷量相等的点电荷，点为它们连线的中点，、为连线中垂线上的两点.下列说法正确的是( )
A.若，均带正电，则在中垂线上，点的电场强度为零
B.若，均带正电，则点的电场强度一定大于点的电场强度
C.若带正电、带负电，则点的电场强度一定比点电场强度小
D.若带正电、带负电，则在中垂线上，点的电场强度最小
√
[解析] 若、均带正电，它们在点处产生的电场强度大小相等，方向相反，互相抵消，则中点的场强为零，A正确；若、均带正电，中点的场强为零，中垂线上无穷远处场强也为0，从点到无穷远处，场强先增大后减小，所以无法确定、两点的场强大小，B错误；若带正电、带负电，由等量异种点电荷的电场线分布可知，由到，电场强度一直减小，C、D错误.
1.关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( )
A.两个点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力大处场强大
B.在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度也为零
C.检验电荷在电场中某点受到的电场力为零,则该点的场强为零
D.一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为r的球面上各点所受电场力相同
√
[解析] 根据F=Eq可知,电场力大小与场强E和电荷量q有关,故受到的电场力大处场强不一定大,故A错误;
在电场某点如果没有检验电荷,则电场力一定为零,电场强度不一定为零,电场强度由电场自身性质决定,与检验电荷无关,故B错误;
根据E=可知,检验电荷在电场中某点受到的电场力为零,则该点的场强为零,故C正确;
一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为r的球面上各点所受电场力大小相同,但方向不同,故D错误.
2.如图所示,用外力将一电子沿等量异号电荷连线的中垂线由A→O→B匀速移动,电子重力不计,则电子所受静电力的大小和方向变化情况是 ( )
A.先变大后变小,方向水平向右
B.先变大后变小,方向水平向左
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右
√
[解析] 由等量异号电荷周围电场线的分布可以看出,从A到O,电场线由疏到密,从O到B,电场线由密到疏,所以从A→O→B,电场强度先由小变大,再由大变小,而电场强度的方向沿电场线切线方向,为水平向右,电子所受的静电力水平向左,选项B正确.
3. (多选)在电场中的某点A放一电荷量为+q的试探电荷,它所受到的电场力大小为F,方向水平向右,则A点的场强大小EA=,方向水平向右.下列说法不正确的是 ( )
A.在A点放置一个电荷量为-q的试探电荷,A点的场强方向变为水平向左
B.在A点放置一个电荷量为+2q的试探电荷,则A点的场强大小变为2EA
C.在A点放置一个电荷量为-q的试探电荷,它所受的电场力方向水平向右
D.在A点放置一个电荷量为+2q的试探电荷,它所受的电场力大小为2F
√
√
√
[解析] 电场强度是电场的固有属性,与试探电荷的正负和大小无关,故A点场强的大小和方向都不变,A、B错误;
A点的场强大小和方向不变,负电荷的受力方向与场强方向相反,故负电荷所受的电场力方向水平向左,C错误;
A点的场强大小和方向不变,根据F=Eq,可知,电荷量为+2q时,F'=EA·2q=2F,D正确.
4.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图像如图所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是( )
√
[解析] 负电荷受到的电场力与电场强度的方向相反,A、D图中,负电荷在A点受到的电场力从B指向A,负电荷将沿BA方向运动,无法运动到B点,A、D错误;
v-t图像斜率的物理意义为加速度,根据图像可知,负电荷从A到B的过程中加速度越来越大,根据牛顿第二定律qE=ma,可知A点场强小于
B点场强,则A处电场线较稀疏,B错误,C正确.
5. (多选) 如图甲所示,P、Q为真空中两固定点电荷,O为PQ连线的中点,MN为PQ连线的中垂线,从MN上的C点由静止释放一试探电荷,电荷仅在电场力作用下运动,运动过程中的速度—时间图像如图乙所示(已知图像关于虚线对称),下列说法正确的是 ( )
A.P、Q为等量同种电荷
B.P、Q为等量异种电荷
C.t1时刻,试探电荷位于O点
D.t2时刻,试探电荷位于O点
√
√
[解析] 从MN上的C点由静止释放一试探电荷,电荷仅在电场力作用下运动,运动过程中的速度—时间图像如图乙所示,因为图像关于虚线对称,所以可以判断试探电荷在MN上运动,两点电荷对试探电荷的力同为引力,所以P、Q为等量同种电荷,故A正确,B错误;
t1时刻,试探电荷速度最大,所以合力做功最多,所以试探电荷位于O点,t2时刻,试探电荷速度为零,到达C点关于O的对称点,故C正确,D错误.
6.如图所示,把一带电荷量为-5×10-6 C的小球A用绝缘细绳悬吊,若将带正电荷的小球B靠近小球A,当两个带电小球在同一高度相距r时,小球B在小球A处所产生的电场强度大小为E=4.0×105 N/C.已知绳与竖直方向成α=45°角,A、B两小球均可视为点电荷,g取10 m/s2,求:
(1)小球A所受的静电力大小;
[答案] 2 N
[解析] 由静电力公式得F=qE=5×10-6×4.0×105 N=2 N
6.如图所示,把一带电荷量为-5×10-6 C的小球A用绝缘细绳悬吊,若将带正电荷的小球B靠近小球A,当两个带电小球在同一高度相距r时,小球B在小球A处所产生的电场强度大小为E=4.0×105 N/C.已知绳与竖直方向成α=45°角,A、B两小球均可视为点电荷,g取10 m/s2,求:
(2)小球A的质量.
[答案] 0.2 kg
[解析] 对A受力分析,有F=mgtan α
解得m=0.2 kg
1. (电场、电场力)关于电场，下列说法中错误的是( )
A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B.电荷间的相互作用不是通过电场而产生
C.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
√
[解析] 只要有电荷，就一定有电场，故A正确；电场最基本的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力，电荷间的相互作用是通过电场产生的，故B错误，D正确；电场是一种特殊物质，在真空中、物体内都能存在，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西，故C正确.
2. (对电场强度的理解)[2024·大田一中月考] 当在电场中某点放入电荷量大小为的正试探电荷时，测得该点的场强为，若在同一点放入电荷量大小为的负试探电荷时，该点的场强( )
A.大小为原来的2倍，方向与原来的相同
B.大小为原来的2倍，方向与原来的相反
C.大小与原来的相等，方向与原来的相同
D.大小与原来的相等，方向与原来的相反
[解析] 电场强度由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故C正确.
√
3. (电场线)[2024·惠平一中月考] 把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场线分布的照片，图乙为简化后的电场线分布情况，则( )
A.由图甲可知，电场线是真实存在的
B.图甲中，没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中点的电场强度大于点的电场强度
D.在图乙电场中由点从静止释放的质子能沿着电场线运动到点
√
[解析] 电场线是假想的曲线，不是真实存在的，故A错误；图甲中，没有头发屑的地方同样有电场存在，故B错误；图乙中A点的电场线较B点密集，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，故C正确；因A、B之间的电场线为曲线，根据物体做曲线运动的条件可知，在图乙电场中由A点从静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点，故D错误.
4. (等量异种点电荷形成的电场)在、两点放置等量的异种点电荷如图所示，是两电荷的连线，是两电荷连线的中垂线，是垂足.下列说法正确的是( )
A.中点的电场强度大于中点的电场强度
B.点的电场强度大小与上各点相比是最小的
C.点的电场强度大小与上各点相比是最小的
D.将试探电荷沿由移送到，试探电荷所受静电力先减小后增大
√
[解析] 等量异种点电荷电场线分布如图所示，电场线的疏密表示电场的强弱，由对称性可知中点的电场强度大小等于中点的电场强
度，点的电场强度大小与上各点相比是最小的，与上各点相比是最大的，故A、C错误，B正确；因电场线的疏密表示电场的强弱，沿由到电场强度先变大再减小，由可知，将试探电荷沿由移送到，试探电荷所受静电力先增大后减小，故D错误.第3节 电场与电场强度
1.CD [解析] 电场是物质的一种,是客观存在的,但并不是由分子、原子等实物粒子组成的,电场线才是假想的,A错误,C正确;两电荷之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,B错误;电场对放入其中的电荷有力的作用是电场的基本性质,D正确.
2.BC [解析] 正、负电荷都可以作为试探电荷,故选项A错误;当q的电荷量大到足以影响+Q的分布状况时,就不能作为试探电荷,选项B正确;场强与试探电荷无关,故选项C正确;将试探电荷q移到离+Q更远的B点,由于EB3.C [解析] 由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F,则该点的电场强度大小为E= ,方向与正电荷受力方向相同,即与F的方向相同,而电场强度本身是反映电场性质的物理量,只由电场本身决定,与试探电荷无关,所以不会因为试探电荷的改变而改变,故选C.
4.AD [解析] 匀强电场的电场线都是直线,同一条电场线上各处的电场强度相同,点电荷的电场线都是直线,但同一条电场线上各处的电场强度不相同,选项A正确,B错误;在电场中任何一点的电场强度都是唯一确定的,若两条电场线相交,则交点有两个切线方向,该点电场强度就不再唯一,故选项C错误,D正确.
5.A [解析] 由电场线的疏密情况可知Ea>Eb>Ec,故A正确.
6.C [解析] 负电荷产生电场的电场线是指向负电荷的一簇直线,故A错误.电场线只是形象地描述电场,没有画出电场线的地方,场强不一定为零,故B错误.因EA>EB,F=qE,所以FA>FB,故C正确.负电荷在B点受静电力的方向沿B点的切线斜向上方向,故D错误.
7.AD [解析] 由于A、B两点所在的电场线是直线,A、B两点电场强度方向一定相同,A正确;电场线的疏密表示电场强度的相对大小,A、B在一条电场线上,由于无法比较A、B附近电场线的疏密,也就无法判断A、B两点电场强度的大小,B、C错误,D正确.
8.B [解析] 根据电场线的特点,从正电荷出发到无穷远终止可以判断,A、B是两个带等量正电的电荷,A错误,B正确;电场线只是形象描述电场的假想曲线,a、b两点处无电场线,但其电场强度并不为零,C错误;根据场强叠加原理可知,a、b两点处场强大小相等,方向相反,则同一试探电荷在a、b两点受电场力大小相等,方向一定相反,D错误.
9.B [解析] 电场线的切线方向表示场强的方向,因此A、B两点场强方向不同,A错误;依据电场线的疏密,来体现场强强弱,因此两个电荷连线(直线)上的场强,连线中点场强最小,B正确;若将一正点电荷从A点无初速度释放,假设粒子运动的轨迹是这条电场线,则粒子做曲线运动,而粒子的受力时刻沿电场线的切线即轨迹的切线,与粒子做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾,因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B,C错误;依据电场线的疏密,来体现场强强弱,因此中垂线上,从两个电荷连线中点到无穷远,场强越来越小,电场线的切线方向表示场强的方向,因此中垂线上各点场强方向一致,D错误.
10.等于 等于
[解析] 根据图乙及对称性可知,A点电场强度等于A'点电场强度,B点电场强度等于B'点电场强度.
11.CD [解析] O点的电场强度为零,向中垂线的两边的电场强度先变大,达到一个最大值后,再逐渐减小,到无穷远处为零.由于电场强度最大值点的位置不能确定,故不能确定A、B、C点的电场强度的大小关系,而B、D关于O点对称,故EB=ED,选项A、B错误,选项C、D正确.
12.(1)1.0×10-8 N,方向由M指向O
(2)100 N/C,方向沿OM背向O
(3)100 N/C,方向沿OM背向O
[解析] (1)由F=k可得F=1.0×10-8 N,方向由M指向O.
(2)由E=可得E=100 N/C,方向沿OM背向O.
(3)拿走q后,M点的电场强度不变,故仍有E=100 N/C,方向沿OM背向O.第3节 电场与电场强度
建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电场 、电场强度
1.(多选)[2024·泉州一中月考] 下列关于电场的说法正确的是 ( )
A.电场不是客观存在的物质,是为了研究静电力而假想的
B.两电荷之间的相互作用力是一对平衡力
C.电场是客观存在的物质,但不是由分子、原子等实物粒子组成的
D.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用
2.(多选)为了测量带电荷量为+Q的小球所激发的电场在A点的电场强度,在A点放入试探电荷q,测出q的受力大小为FA,下列说法中正确的是( )
A.试探电荷q只能带正电
B.如果q的电荷量较大,足以影响到+Q的分布状况,则q不能作为试探电荷
C.如果在A点换上试探电荷q',测得受力大小为FA',则=
D.将试探电荷q移到离+Q更远的B点,=的结论成立
3.[2024·三明二中期中] 如图所示,电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F.若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为 ( )
A.,方向与F相反
B.,方向与F相反
C.,方向与F相同
D.,方向与F相同
◆ 知识点二 电场线
4.(多选)关于电场线的特征,下列说法中正确的是( )
A.如果某空间中的电场线是直线,那么在同一条电场线上各处的电场强度可能不相同
B.如果某空间中的电场线是直线,那么在同一条电场线上各处的电场强度相同
C.如果空间中只存在一个孤立的点电荷,那么这个空间中的任意两条电场线不相交;如果空间中存在两个以上的点电荷,那么这个空间中有许多电场线相交
D.电场中任意两条电场线都不相交
5.真空中有一个静止的带正电的点电荷,其周围的电场线分布如图所示,a、b、c 是同一条电场线上的三个点,它们的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec.
关于Ea、Eb、Ec,下列说法正确的是 ( )
A.Ea>Eb>Ec
B.Ea>Eb,Eb=Ec
C.Ea=Eb=Ec
D.Ea=Eb,Eb6.如图所示为静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是 ( )
A.这个电场可能是负点电荷形成的
B.C点处的电场强度为零,因为那里没有电场线
C.点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力大
D.负电荷在B点受到的静电力的方向沿B点切线斜向下方向
7.(多选)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则 ( )
A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定
◆ 知识点三 等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
8.[2024·福安一中期末] 如图为真空中两点电荷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A、B点电荷连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B带等量异种电荷
B.A、B带等量的正电荷
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,方向相同
9.[2024·安溪一中期末] 用电场线能直观、方便地比较电场中各点的强弱.如图是等量异种点电荷形成的电场的电场线,A、B为同一电场线上的两点,以下说法正确的是 ( )
A.A、B两点场强相同
B.两个电荷连线(直线)上的场强,连线中点场强最小
C.将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到B点
D.两个电荷连线(直线)的中垂线上任意一点场强方向相同,大小也相同
10.[2024·漳州一中期中] 电偶极子是两个等量异号点电荷组成的系统,是一种常见的带电结构.我们在做心电图的过程中,心脏就可视为电偶极子模型.体内电荷分布如图甲所示,等效电场如图乙所示:
对于正、负点电荷连线上关于中点O的对称点A和A',A点电场强度 A'点电场强度.对于正、负点电荷连线的中垂线上关于O点的对称点B和B',B点电场强度 B'点电场强度.(均填写“大于”“等于”或“小于”)
11.(多选)如图所示,在等量负点电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点,B、D关于O点对称,A、B、C、D四点的电
场强度EA、EB、EC、ED大小关系正确的是 ( )
A.一定有EA>EB,EB=ED
B.一定有EA>EB,EBC.可能有EAD.可能有EA=EC12.[2024·福州一中月考] 在真空中O点有一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,今在M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,O、M的距离r=30 cm,静电力常量k=9×109 N·m2/C2.如图所示.求:
(1)q在M点受到的作用力.
(2)M点的电场强度.
(3)拿走q后M点的电场强度.
