人教版高中物理必修3-1讲义资料，复习补习资料：04【提高】电场强度

电场强度

【学习目标】
1．理解静电场的存在、静电场的性质和研究静电场的方法.
2．理解场强的定义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的分布；能够熟练地运用电场强度计算电场力.
3．理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄清正、负两种电荷所产生电场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场.
【巩固练习】
一、选择题：
1、（2019 贵州模拟）电场强度E的定义式为??，根据此式，下列说法中正确的是(　　)① 上式说明电场中某点的场强E与F成正比，与q成反比，拿走q，则E＝0
② 式中q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点=电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度
③ 式中q是产生电场的点电荷的电量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度
④ 在库仑定律的表达式?中，可以把?看做是点电荷q?2?产生的电场在点电荷q?1?处的场强大小，也可以把?看做是点电荷q?1?产生的电场在点电荷q?2?处的场强大小
A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④
2、下列说法中正确的是（　　）　　A、在一个以点电荷Ｑ为中心，ｒ为半径的球面上，各处的电场强度都相同　　B、对任何静电场都适用　　C、检验电荷+q在电场中的受力方向一定和电场线的切线方向在一条直线上　　D、当初速度为零时，检验电荷在电场中的运动轨迹一定与电场线重合 3、如图所示的直线为某一电场中的一根电场线，在这根电场线上有A、B两点，用分别来表示A、B两点的电场强度，则( )　　A、A、B两点的电场强度方向相同　　B、因为电场线的方向从A指向B，所以　　C、由于A、B在一直线上一定有　　D、因为仅有一根电场线，所以的大小的关系无法确定
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4、如图（a）中的AB是一点电荷的电场线，图（b） 是放在电场线上a、b处试探电荷与所受到的电场力间的函数图线，下列说法正确的是（ ）　　A、场源电荷带正电，位于A侧　　B、场源电荷带正电，位于B侧　　C、场源电荷带负电，位于A侧　　D、场源电荷带负电，位于B侧
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5、在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1一个带负电-Q2，且Q1=2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷所产生的电场强度大小，则在X轴上：（　　）　　A、E1=E2之点只有一处，该处合场强为0　　B、E1=E2之点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2　　C、E1=E2之点共有三处，两处合场强为0，另一处合场强为2E2　　D、E1=E2之点共有三处，一处合场强为0，另两处合场强为2E2　　
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6、两个带等量正电荷的点电荷，O为两电荷连线的中点，a点在中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动，下列说法中正确的是（ ）　　A、电子从a向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大　　B、电子从a向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，速度最大　　D、电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零
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7、（2019 安徽高考）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为/，其中/为平面上单位面积所带的电荷量，/为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为
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A．/和/ B．/和/ C．/和/ D．/和/
8、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）　　　　　　　/ 9、如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力 （ ）　　A、小于N　　 B、等于N　　C、等于N+F　　D、大于N+F
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10、（2019 济南校级期中）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱．如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则（　　）
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A．B、C两点场强大小和方向都相同
B．A、D两点场强大小相等，方向相反
C．E、O、F三点比较，O的场强最强
D．B、O、C三点比较，O点场强最弱
二、解答题：
1、如图所示，带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向________。（静电力常量为k）
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2、如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为L的绝缘轻杆可绕固定轴/在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2 (m13、如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电量为q，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变为原来的1/2，(g=10m/s2)求：
（1）原来的电场强度有多大?
（2）物体运动的加速度大小?
（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度。
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【答案与解析】一、选择题：
1、【答案】C
【解析】电场强度的定义式为?，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，电场中某点电场强度一定，①错误；上式中q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度②正确，③错误，结合库仑定律?和电场强度的定义可知，可以把?看做是点电荷q?2?产生的电场在点电荷q?1?处的场强大小，也可以把?看做是点电荷q?1?产生的电场在点电荷q?2?处的场强大小，④正确，C正确。
2、Ｃ解析：距点电荷Ｑ中心为ｒ为半径的球面上，各处的电场强度大小都相同，但方向不同，选项A错误；　　仅适用于点电荷产生的电场，B错；　　规定电场线的切线方向为电场强度的方向，也就是正电荷的受力方向，选项C正确；　　当初速度为零且电场线为直线时，检验电荷在电场中的运动轨迹才与电场线重合，选项D错误。 3、AD解析：电场线的切线方向为电场强度的方向，因为AB在一条直线上，所以A、B两点的电场强度方向相同，选项A正确；　　若只给一条直电场线， A、B两点的场强大小无法由疏密程度来确定，对此情况可有多种推理判断： ①若是正点电荷电场中的一根电场线，则EA＞EB。②若是负点电荷电场中的一根电场线，则有EA＜EB。③若是匀强电场中的一根电场线，则有EA＝EB。选项BC错误，D正确。 4、AC解析：由F—q图象可以知道图线a的斜率大于图线b的斜率，所以a点的电场强度一定大于b点的电场强度。再由点电荷的电场线分布可以知道，选项AC正确。 5、 B解析：点电荷产生的场强。由于Q1＞Q2，所以E1=E2之点只能在Q1、Q2连线中间或Q2的右侧出现，而前者E合=2E2，后者E合=0，所以B选项正确。 6、C解析：在OA连线上，从O向至无穷远电场强度的方向始终沿Oa方向，但其大小经历了一个由0逐渐增大然后又减小到零的过程。由运动和力的关系可以知道电子从a向O点运动一直是加速运动，但加速度可能是先增大而后减少，也可能一直减少，所以只有选项C正确。 7、D
解析：由公式/，/正负极板都有场强，由场强的叠加可得/，电场力/，故选D。
8、D解析：带点质点在电场力作用下做曲线运动，电场力方向沿电场强度的反方向，又要指向指向曲线的凹测（相当于圆的圆心），又由于速率递减，合力方向与速度方向（轨道切线）的夹角要大于90o。只有D选项所示符合条件。选项D对。
9、D解析：以箱子和a合在一起为研究对象，设其质量为M，剪断连接球b的细线前，则，其中Fe表示b对a的库仑力；剪断连接球b的细线前,则，因为在球b上升过程中库仑力变大（距离变近），所以，所以所以本题选D。
10、【答案】AD
【解析】根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同．这两点场强的方向均由B→C，方向相同．故A正确；根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同．故B错误；由图看出，E、O、F三点中，O处电场线最疏，O的场强最弱．故C错误；由图看出，B、O、C三点比较，O处电场线最疏，O点场强最弱．故D正确．故选AD
二、解答题：
1、 水平向左（或垂直薄板向左）]　解析：由于a点的电场强度为零，则点电荷+q在a点的电场强度E1和带电薄板在a点产生的电场强度Ea大小相等，即E1=Ea，方向相反，由于a、b两点相对薄板对称，所以b点产生的电场强度和a点的电场强度Ea等值反向。则，方向和点电荷q产生的电场强度E1方向相同。
2、， 解析：因为杆及AB受力的合力矩为顺时针，所以系统沿顺时针转动到竖直位置，电场力对A和B都做正功，重力对A做正功，对B做负功，所以结果如答案所示。 　　点评：本题考查力矩及电场力的功和重力的功；难度：中等。难点是判断系统转动方向。
　
3、
解析：（1）对小物块受力分析如图所示，物块静止于斜面上，则mgsin37°=qEcos37°，解得。
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（2）当场强变为原来的1/2时，小物块的合外力
又，则，方向沿斜面向下。
（3）根据动能定理：
解得