第一章 第四节
1.(2019年泰州名校联考)电场中某区域的电场线分布如下图所示,A、B是电场中的两点,则( )
A.A、B两点的电场强度方向相同
B.因为B点没有电场线,所以电荷在B点不受到静电力作用
C.在仅受电场力时,同一点电荷放在B点的加速度比放在A点的加速度小
D.正电荷放在A点由静止释放,电场线就是它的运动轨迹
【答案】C
【解析】由图可知,A点处与B点处电场线切线方向是不同的,所以它们电场强度的方向是不同的,故A错误.电场线的疏密代表电场的强弱,故在任意两条电场线之间虽没有电场线,但仍有电场,故B错误.A点的电场强度较大,同一点电荷放在A点受到的电场力较大,故放在B点的加速度比放在A点的加速度小,C正确.电场线是曲线,则电场力方向变化,无法让正电荷沿电场线运动,D错误.
2.(多选)电场中有一点P,下列说法正确的是( )
A.若放在P点的试探电荷的电荷量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的静电力越大
D.P点的场强方向为正试探电荷在该点所受静电力的方向
【答案】CD
【解析】电场强度是源电荷(产生电场的电荷)电场的属性,与放入电场中的电荷无关,A、B错误.电场强度的定义式提供了通过试探电荷确定场强大小和方向的途径.如果已知E,则由E=的变式F=qE,可以确定静电力的大小和方向.故C、D正确.
3.关于电场线的下列说法中正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线方向,电场强度越来越小
C.电场线越密的地方,同一试探电荷所受的电场力就越大
D.在电场中,顺着电场线移动电荷,电荷受到的电场力大小恒定
【答案】C
【解析】电场线上每一点的切线方向就是该点的场强方向,跟放入该点的正电荷受力方向相同,与放入该点的负电荷受力方向相反,故A选项不正确.电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小.故B选项不对,C选项是正确的.电场力F=qE,显然同一电荷在电场线疏的地方受到的电场力就小,密的地方受到的电场力就大,与在电场中怎样运动无关,故D选项不对.
4.(2018年泉州学业水平模拟)如图所示,带正电的粒子以初速度v沿电场方向进入匀强电场区域,不计重力,粒子在电场中的运动( )
A.方向不变,速度增大
B.方向不变,速度减小
C.方向向上,速度不变
D.方向向下,速度不变
【答案】A
【解析】带电粒子受电场力水平向右,与运动方向相同,故方向不变,速度增大.
5.(2019年徐州学业模拟)下列各图中,电场线描绘正确的是( )
A.正点电荷 B.负点电荷
C.等量异种点电荷 D.等量同种点电荷
【答案】C
【解析】电场线是从正电荷出发,终止于负电荷.所以正点电荷的电场线是以电荷为中心向四周发散,而负点电荷是向中心汇聚,呈球体分布,A、B错误;真空中两个等量异种电荷是相互吸引的,它们产生的电场线是沿电荷的连线对称的,并且电场线都是从正电荷发出,到负电荷终止的,C正确;等量同种电荷是相互排斥的,它们产生的电场线是沿电荷的连线对称的,并且电场线都是从正电荷发出,到负电荷终止的,D错误.
6.(2019年佛山学业水平模拟)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E,即E=.下列说法正确的是( )
A.若将放入该点的电荷从电场中移出,则该点的电场强度变为零
B.若将放入该点的电荷量增加一倍,则该点的电场强度将增加一倍
C.若将放入该点的电荷量减少一半,则该点的电场强度将减少一半
D.放入该点的正电荷所受的电场力的方向就是该点的电场强度的方向
【答案】D
【解析】若将放入该点的电荷从电场中移出,则电场力随之而消失,但电场强度受到电场的性质决定,所以依然不变,故A错误;若将放入该点的电荷量增加一倍,则电场力也将会增大一倍,而该处的电场强度却不变,故B错误;若将放入该点的电荷量减少一半,则该点的电荷受到电场力会减小一半,而电场强度将不变,故C
错误;放入该点的正电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向,若是负电荷则受力的反方向为电场强度的方向,故D正确
7.有人说,电场线一定是带电粒子在电场中受力的方向.你认为这种说法正确吗?为什么?
【答案】这种说法不正确.电场线的切线方向是正电荷在电场中受力的方向.
8.静止的带电粒子A、B在电场中的受力方向如图所示.它们各带什么电荷?
【答案】A带负电荷,B带正电荷.
9.地球表面附近通常存在着一个竖直方向的微弱电场.一个带负电的微粒在这个电场中受到向上的力,这个电场强度的方向是竖直向上,还是竖直向下?
【答案】这个电场强度的方向竖直向下.
10.如图是某电场区域的电场线分布.A、B、C是电场中的三个点.
(1)哪一点电场最强,哪一点电场最弱?
(2)画出各点电场强度的方向.
(3)如果把一个带负电的点电荷分别放在这三点,画出它所受电场力的方向.
【答案】(1)B点电场最强,C点电场最弱.
(2)各点电场强度的方向如下图所示.
(3)一个带负电的点电荷放在A、B、C点上,它所受电场力的方向如下图所示.
课件25张PPT。第四节 认识电场1.了解电场的定义,知道电场的基本性质.
2.知道电场线的定义,掌握电场线的性质和特点.
3.理解电场强度的概念,会用电场强度定量描述.
4.知道匀强电场的定义和特点.一、电场
1.电荷的周围存在着特殊的物质——________,电荷间的相互作用是通过________发生的;
2.电场对放在电场中的电荷有________的作用;
3.电场是有方向的,人们规定:电场中任意一点的电场方向为该点正电荷所受__________________.电场电场电场力电场力的方向 二、电场的描述
1.可以利用________来形象描绘电场;
2.电场线是画在电场中的一条条________的曲线,曲线上每点的____________表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线,而是为了________________而假想的线.
3.电场线的特点:(1)电场线从__________或__________出发,终止于________或________;(2)电场线在电场中不________;(3)在同一电场里,电场线________的地方,电场强度大.电场线有方向切线方向形象地描述电场正电荷无穷远无穷远负电荷相交密集三、匀强电场
1.电场强度:描述电场的大小和________的物理量;
2.电场强度是一个矢量,有________,用符号E表示,E的方向与该点的______________一致。
3.E的单位是______;
4.匀强电场:电场中各点的场强______和______都相同的区域为匀强电场区域;
5.匀强电场的电场线是均匀分布的___________.方向方向电场方向大小方向平行直线1.试探电荷与点电荷有何相同和相异之处
两者都要求带电体的体积要小,但试探电荷(亦称检验电荷)对所带电荷量提出了要求,所带电荷量要少.3.如何证明电场线在电场中是不相交的
可以用反证法证明电场线在电场中不相交:假设电场中过一点有两条相交的电场线,则这两条电场线在该点就有两个切线方向,也就是电场中的一点有两个电场强度,这与电场强度的定义是矛盾的.4.电场强度与电场力的区别与联系对电场的理解 在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力向右,当放入负电荷时受到的电场力向左,则下列说法中正确的是( )
A.当放入正电荷时,该点场强向右,当放入负电荷时,该点场强向左
B.该点的场强方向一定向右
C.该点的场强方向一定向左
D.该点的场强方向可能向右,也可能向左解析 电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷的有无、电量的大小、电性、电场力的大小及方向无关,电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同,与负电荷所受电场力的方向相反.故该点的场强的方向向右,故只有B正确.
答案 B 关于电场线,下列说法中正确的是( )
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C.电场线上某点的切线方向与该点的场强方向一致
D.沿电场线方向,场强一定越来越大电场线的理解和应用解析 电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的.由静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向,下一时刻位置应沿切线方向,可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度的大小、方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的,B选项也是错的.根据电场线的定义,选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关,D选项是错的.
答案 C 如图1-4-1中画出了某一个电场的一些电场线,将一个正点电荷q置于该电场中,下面说法正确的是( )
A.电场线所表示的电场方向是自左向右的
B.电场线所表示的电场方向是自右向左的
C.正电荷q受电场力方向是自左向右的
D.正电荷q受电场力方向是自右向左的图1-4-1 解析 本题非常简单,只需准确掌握电场线如何描述电场,就可正确解答此题.电场线是一组平行线,其切线方向即为直线本身,电场方向自左向右,A选项正确.正电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相同,也应是自左向右,C选项正确.
答案 AC 在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线NM通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,如图1-4-2所示,求:
(1)q在M点受到的作用力.
(2)M点的场强.
(3)拿走q后M点的场强.电场强度的理解图1-4-2 解析 根据题意,Q是形成电场的电荷,q为检验电荷.为了方便,只用电荷量的绝对值计算,力和场强的方向可通过电荷的正负判断.
(1)电场是一种物质,电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力,根据库仑定律,得:(3)在M点拿走检验电荷q,有的同学说M点的场强EM=0,这是错误的,其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的电荷Q决定的,与检验电荷q是否存在无关,因此场强不变.
答案 (1)1.0×10-8 N,方向沿MO连线指向O
(2)100 N/C,方向沿OM连线指向M
(3)100 N/C,方向不变
实物和场
自然界中两种基本的物质形态.实物即具体的有形的物质形态,均由物质粒子组成,可以划分为非生命物质和生命物质两大类.两者的区别在于生命物质具有同化和异化的自我更新及遗传变异自我繁殖的过程,而非生命物质则没有.但两者有着密切的联系,一方面生命物质由非生命物质演变而来,另一方面生命物质又可向非生命物质转化.现代科学证明,自然界具有千姿百态的非生命物质系统.大至天体系统,包括星云、行星、恒星、星系、星系团、超星系团、总星系等;小至元素、基本粒子.目前已发现的元素就有100多种,发现的基本粒子达300多种.生命物质系统则更加五彩缤纷,大至整个生物圈,小至细胞和生物大分子,生命物质多种多样、形形色色.随着人类改造自然能力的不断提高,实物概念的范围在不断扩大,不仅有自然物,还有人工实物,即人造自然物,这是由人的智力和体力物化了的物质.场是物质的另一种存在形态.人类已经认识的场有引力场、电磁场、介子场、中微场等.场和实物一样是一种客观存在物,具有能量、质量、动量等物质的基本属性.但场又有不同于实物的特性. 如实物粒子有静止质量,运动速度不超过光速,有一定的体积,有不可入性,而场一般不具备这些.电磁场的光子没有质量,没有不可入性,几个场可以叠加.实物和场相对人的意识来说都具有客观实在性,它们在物质概念上统一了起来,对自然界而言,物质是“实物和场的总和”.当前人造自然物是“实物总和”中一个重要的特殊方向,一方面具有客观实在性,另一方向又是被人创造的,依赖于人的意识和人的能动作用.