教科版高中物理选修3-1课后巩固练习:第一章第3节电场电场强度和电场线
2019年高中物理教科版选修3-1教学案:第一章 第3节 电场 电场强度和电场线 Word版含答案
第3节电场__电场强度和电场线1.电场是电荷周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量,其定义式为E=F q。
3.电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4.电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线,是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱,其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5.匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1.电场的概念与基本性质2.电场力电场对电荷的作用力。
3.静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1.检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的,那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2.电场强度(1)定义:放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式:E =Fq 。
(3)单位:牛每库,符号N/C 。
(4)方向:电场强度是矢量,规定某点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。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3.真空中点电荷的场强 (1)大小:E =k Qr 2。
(2)方向①正点电荷:某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷,如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷:某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷,如图乙所示。
三、电场线 1.概念电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
2.特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远),电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际并不存在。
3.几种常见典型电场的电场线1.自主思考——判一判(1)在电场中的电荷,不论是静止的还是运动的,都受到电场力的作用。
物理选修3-1第一章第三节电场强度
荷 q1、q2 之间的相互作用可表示为:
第一章 静电场
可见,电荷间的库仑力就是电场力,库仑定律可表 示为:
F12=kqr21·q2 或 F21=kqr22·q1,即:F12=E1·q2 或 F21 =E2·q1.
式中 E1 就是点电荷 q1 在点电荷 q2 处的电场强度, E2 就是点电荷 q2 在点电荷 q1 处的电场强度,D 正确.
1.试探电荷和场源电荷
试探电源:用来检验电场是否存在及其强弱分布情 况的电荷,也叫检验电荷.
场源电荷:激发被检验电场的电荷,也叫源电荷.
三.试探电荷的特点:
试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小,对场源电荷的 电荷分布及其产生的电场没有明显的影响.
2.电场强度
一. 定义:放入电场中某一点的检验电荷 受到的静电力跟它的电荷量的比值, 叫做该点的电场强度.
结论
× × √ √
反思提升:电场强度和静电力是两个不同的概念,它们的决定因素, 大小的关系,以及方向的判定等均有各自的规律.要注意它们的区 别.
答案:200 N/C 8.0×10-5N 200N/C
变式训练1-1 如图所示,在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置 一个q1=-2.0×10-8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10- 6N,方向如图,则B处场强是多少?如果换用一个q2=4.0×10-7C的电荷 放在B点,其受力多大?此时B处场强多大?
2
以负电荷受力方向的反方向即为该点的场强方向.
1.点电荷的电场 (1)推导:设一个点电荷的电荷量为 Q,与之相距 r 的试探电荷的电量为 q,根据库仑定律,试探电荷所受的 电场力为 F=kQr2q.又由电场强度的定义 E=Fq,所以该点 的电场强度大小为 E=krQ2. (2)公式:E=kQr2(r 为空间某点与点电荷的距离).
人教版高中物理选修3-1课后巩固作业:1.3电场强度(选修3-1).docx
高中物理学习材料桑水制作(40分钟 50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分.每小题至少一个选项正确)1.关于电场线的性质,以下说法正确的有( )A.电场线是电荷在电场中的运动轨迹B.电场线的分布情况反映电场中不同点的场强的相对大小C.电场线的箭头方向表示场强减弱的方向D.空间中两条电场线不能相交2.(2011·惠阳高二检测)在电场中的某点放入电量为-q 的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电量为+2q的试探电荷,此时测得该点的场强为( )A.大小为2E,方向和E相反B.大小为E,方向和E相同C.大小为2E,方向和E相同D.大小为E,方向和E相反3.在电场中某一点,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,下列说法正确的是( )A.当放入正电荷时,该点的场强向右,当放入负电荷时,该点的场强向左B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强C.该点的场强方向一定向右D.该点的场强方向一定向左4.真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q(q=Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为( )A.F/QB.F/qC.2q kr D.2Q k r 5.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M 运动到N ,以下说法正确的是( )A.粒子必定带正电荷B.粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度C.粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度D.粒子在M 点的动能小于它在N 点的动能6.(2011·咸宁高二检测)AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电量分别为+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二、非选择题(本题包括2小题,共20分,要有必要的文字叙述) 7.(10分)如图所示,某匀强电场场强为E ,将质量为2×10-3kg 的小球从A 点由静止释放,小球恰能沿直线AB 向右下方运动,且AB 与竖直方向成45°角.已知小球的带电量为2×10-4C.求匀强电场电场强度的大小.(g=10 m/s 2)8.(10分)如图甲所示,一个点电荷Q 位于坐标轴Ox 上某一点,已知坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2.0 m 和5.0 m.放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷的电荷量关系图象如图乙中直线a 、b 所示,放在A 点的试探电荷带正电,放在B 点的试探电荷带负电.求:(1)B 点的电场强度的大小和方向; (2)试判断电荷Q 的电性,并说明理由; (3)点电荷Q 的位置坐标.答案解析1.【解析】选B 、D.电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线,它一般不与电荷的运动轨迹重合,A 错,B 对.电场线的箭头方向表示场强的方向,C 错.由于电场的具体方向与电场线上某点的切线方向相同,若两条电场线相交,则在该点可以作出两条切线,表明该点的电场不惟一,这与实际不符,D 对.2.【解析】选B.电场中某点的电场强度只与电场本身的性质有关,与试探电荷的电量及性质无关,B 对,A 、C 、D 错.3.【解析】选C.正电荷在电场中某点受到的电场力向右,表明该点的场强方向一定向右,C 对,A 、D 错.场强由电场自身决定,与放不放电荷无关,B 错.4.【解析】选B 、D.由电场强度的定义可知A 点场强为E=F/q ,又由库仑定律知2kQqF r =,代入后得2QE k,r =B 、D 对,A 、C 错. 5.【解析】选A 、C 、D.根据电荷运动轨迹弯曲的情况,可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向,故此点电荷带正电,A 选项正确.由于电场线越密,场强越大,点电荷受电场力就越大,根据牛顿第二定律可知其加速度也越大,故此点电荷在N 点加速度大,C 选项正确,B 选项错误.粒子从M 点到N 点,电场力做正功,根据动能定理得此点电荷在N 点动能大,故D 选项正确. 【方法技巧】电场线在定性分析问题中的应用电场线在一些定性分析的问题中具有非常重要的作用,我们可以平时熟记一些常见的电场线的分布特点,这样,在遇到定性分析电场强度大小及方向(或后面将要学到的电势、电势能的大小)时,可根据电场线的方向及疏密分布情况,较快地做出判断,比用解析法既快捷又准确.所以能用电场线进行定性分析的题目首先考虑利用电场线来进行分析.6.【解析】选C 、D.设圆半径为R ,电荷Q 1=q 、Q 2=-q 在圆心O 点产生的场强大小E 1=E 2=2kqR ,如图所示,Q 1和Q 2连线等于半径R ,所以△OQ 1Q 2为等边三角形,则E 1、E 2的合场强大小E=2kqR ,方向由O 指向D ,故若要使O 点的场强为零,电荷Q 应放在直线CD 上,A 、B 错误.若Q 放在C 点,则它应为负电荷,且22kQ kqR R=-,即Q=-q ,C 对;若Q 放在D 点,则它应为正电荷,且22kQ kqR R=,即Q=q ,D 对.7.【解析】小球受力情况如图所示, F=Eq=mgE=34F mg 21010 Nq q 210C--⨯⨯==⨯=100 N/C. 答案:100 N/C8.【解析】(1)由B 点场强的定义式,结合所给图象,可知A 、B 两点场强大小即为a 、b 直线的斜率,可求得E A =40 N/C ,E B =2.5 N/C ,B 点场强方向与试探电荷所受电场力方向相反,即沿x 轴负方向. (2)因为A 、B 两点的试探电荷电性相反,而受到的电场力方向是同方向的,说明场源电荷Q 一定在A 、B 两点之间,而A 点处正试探电荷受力方向沿x 轴正方向,说明该点场强沿x 轴正方向,因而场源电荷Q 应带负电荷.(3)设Q 离A 点距离为r A ,有E A =2A Q k r ,E B ()()2A A 22BA A 3r E Q 40k E r 2.53r -===-,,解得 r A =0.6 m.所以Q 的位置坐标为x=x A +r A =2.6 m.答案:(1)2.5 N/C 沿x轴负方向(2)带负电理由见解析(3)x=2.6 m。
高中物理第一章静电场第3节电场电场强度和电场线练习教科版选修3_1
第3节 电场 电场强度和电场线一、单项选择题1.电场中有一点P ,下列说法中正确的是( )A .若放在P 点的电荷量减半,则P 点的场强减半B .若P 点没有放电荷,则P 点场强为零C .P 点场强越大,则同一电荷在P 点受到的电场力越大D .P 点的场强方向与放在该点的电荷所受电场力方向相同解析:对电场中某一确定的点来说场强是不变的,与是否放置检验电荷或者检验电荷的电荷量是否变化没有关系,故A 、B 均错误;正电荷所受电场力方向与场强方向相同,负电荷所受电场力方向与场强方向相反,因不知电荷的电性,故D 错误;由公式F =qE 知C 正确. 答案:C2.真空中,A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ,则A 、B 两点的电场强度大小之比为( )A .3∶1B .1∶3C .9∶1D .1∶9解析:由真空中点电荷场强公式E =kQ r 2可知,E A ∶E B =kQ r 2∶kQ (3r )2=9∶1,故选项C 正确. 答案:C3.关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系,下列说法正确的是( )A .带电粒子在电场中运动,如只受电场力作用,其加速度方向一定与电场线方向相同B .带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合C .带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合D .带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线重合解析:正电荷加速度方向与电场线的切线方向相同,负电荷则相反,故A 错.带电粒子的运动轨迹由粒子在电场中运动的初速度方向和受力情况来决定,若带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,且电场线为直线,其轨迹一定与电场线重合;若电场线为曲线,如图所示,在A 点的正电荷,其加速度沿电场力的方向,即电场线的切线方向,它只要运动就会离开它所在的电场线,所以它不会沿电场线运动,故B 、C 不正确,D 正确.答案:D4.在电场中的A 、B 两处分别引入不同的检验电荷q ,得到检验电荷所受的电场力随电荷量变化的关系如图所示,则( )A .E A >E BB .E A <E BC .E A =E BD .不能判定E A 、E B 的大小解析:根据电场强度的定义式E =F q,电场强度与图中图线的斜率相对应,故E A >E B ,A 项正确. 答案:A5.A 、B 是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其速度—时间图像如图所示.则这一电场可能是( )解析:由图像可知,微粒在做减速运动,且加速度增大,故E A <E B ,电场方向由A →B ,故选A. 答案:A二、多项选择题6.关于电场线的性质,以下说法正确的有( )A .电场线是电荷在电场中的运动轨迹B .电场线的分布情况反映电场中不同点的场强的相对大小C .电场线的箭头方向表示场强减弱的方向D .空间中两条电场线不能相交解析:电场线是为了形象地描述电场的强弱及方向而引进的假想线,它一般不与电荷的运动轨迹重合,A 错误,B 正确;电场线的箭头方向表示场强的方向,C 错误;由于电场的具体方向与电场线上某点的切线方向相同,若两条电场线相交,则在该点可以作出两条切线,表明该点的电场不唯一,这与实际不符,D 正确.答案:BD7.如图所示,在两个等量异号的点电荷连线的中垂线上有与连线中点O 等距离的两点a 、b ,在连线上有距中点O 等距离的两点c 、d ,则下列场强大小关系式正确的是( )A .E a =E bB .E a =E O =E bC .E c =E dD .E c >E O >E d解析:根据E =k Q r 2可知,点电荷在a 、b 两点的场强大小相等且合场强方向均垂直a 、b 连线向右,A 正确;c 、d 两点场强相等且方向由c 指向d ,C 正确;由等量异种点电荷的分布特点知E c =E d >E O ,E a =E b <E O ,B 、D 均错.答案:AC8.如图甲所示中,AB 是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图乙则是放在电场线上a 、b 处的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数图像(F q 图像),指定电场方向由A 指向B 为正方向,由此可以判定( )A .场源可能是正电荷,位置在A 侧B .场源可能是正电荷,位置在B 侧C .场源可能是负电荷,位置在A 侧D .场源可能是负电荷,位置在B 侧解析:由F =qE 和图乙知,q 相同时b 点电场力较大,故场源电荷位置在B 侧,由于检验电荷电性不确定,故选B 、D.答案:BD9.如图所示,M 、N 为两个带电荷量相等的正点电荷,在其连线的中垂线上的P 点放置一个静止的点电荷q (负电荷),不计重力,下列说法错误的是( )A .点电荷在从P 到O 的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B .点电荷在从P 到O 的过程中,加速度越来越小,速度越来越小C .点电荷运动到O 点时加速度为零,速度达到最大值D .点电荷超过O 点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零解析:由等量同种电荷电场线的分布可知在两电荷连线的中垂线上,从无穷远到O 点,电场强度先增大后减小,速度一直增大,到达O 点达到最大,超过O 点后,电场强度先增大后减小,加速度先增大后减小,速度一直减小,故A 、B 、D 错,C 对.答案:ABD三、非选择题10.N (N >1)个电荷量均为q (q >0)的小球,均匀分布在半径为R 的圆周上,如图所示,若移去位于圆周上P 点的一个小球,则圆心O 点处的电场强度大小为__________,方向__________.(已知静电力常量为k )解析:根据对称性可知,均匀分布在半径为R 的圆周上带电小球在圆心O 处的合场强E =0,那么移去位于圆周上P 点的一个小球后,圆心O 处的场强与P 电荷在圆心O 处产生的场强大小相等、方向相反,即大小为kq R 2,方向沿OP 指向P 点.答案:kq R 2 沿OP 指向P 点11.密立根设计的测量电荷量的装置如图所示.一个很小的带电油滴悬在场强为E 的电场中,调节E ,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果E =1.92×105 N/C ,油滴受到的重力G =2.84×10-13 N ,求油滴的电荷量.解析:油滴在电场力和重力作用下平衡,有qE =G由此得q =G E =2.84×10-131.92×105 C≈1.48×10-18 C.答案:1.48×10-18 C12.如图所示,正电荷Q 放在一匀强电场中,在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点,将检验电荷q 放在a 点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?解析:根据题意可知,Q 在a 点的场强和匀强电场的电场强度大小相等方向相反,所以匀强电场的电场强度大小为E =kQ r 2,方向向右.在b 点,两个电场的电场强度合成可得E b =2kQ r 2,方向向右.在c 点,两个电场的电场强度合成可得E c =2kQr2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角. 答案:kQ r 2,方向向右 E b =2kQr 2,方向向右E c =2kQr 2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角。
高中物理测练(3)电场电场强和电场线(含解析)教科版选修31
电场 电场强度和电场线1、有关电场强度,下列说法正确的是( ) F E q =可知,电场强度E 跟放入电场的试探电荷q 所受的静电力成正比 B. F E q =2kQ E r =可知,在离点电荷很近,r 接近于零时,电场强度无穷大 D.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关2如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )在点处受到的电场力比在在点处的瞬时加速度比在点处的瞬时加速度小(不计重力)3、如图所示是电荷Q 周围的电场线,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4、如图所示,A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的点电荷电荷量为q 外,其余各点处的点电荷电荷量均为+q ,已知静电力常量为k ,则圆心O 处( )23kq r ,方向沿OA 23kq r ,方向沿AO 22kq r ,方向沿OA 22kq r ,方向沿AO 方向 5、在匀强电场中,将一质量为m ,电荷量为q 的带正电小球由静止释放,其运动轨迹为直线MN ,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示。
设匀强电场的电场强度大小为E ,下列说法正确的是( )sin mg E q θ=tan mg E q θ=sin mg E q θ=tan mg E qθ=,则电场方向是唯一的 6、在点电荷Q 产生的电场中有a 、b 两点,相距为d ,已知a 点的场强大小为E ,方向与ab 连线成30°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成120°角,如图所示,则点电荷Q 的电性和b 点的场强大小分别为( )A.正电、E /3B.负电、E /3C.正电、3ED.负电、3E7、如图甲中AB 是一个点电荷电场中的一条电场线,图乙则是放在电场线上a 、b 处的试探电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图像,则下列情况可能的是( )A.场源可能是正电荷,位于A 点B.场源可能是正电荷,位于B 点C.场源可能是负电荷,位于A 点D.场源可能是负电荷,位于B 点8、用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。
选修3-1第一章第3节电场强度
图 1-3-2
2.电场线的特点 正电荷 (1)电场线不是闭合线,从___________或无限远出发,终 负电荷 止于无限远或___________. 相交 (2)电场线在电场中不能________,这是因为在电场中任意 一点的电场强度不可能有两个方向. 较密 (3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线________, 较疏 电场强度较小的地方电场线________ ,因此可以用电场线的 疏密 __________来表示电场强度的相对大小.
动轨迹,a、b 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受
到电场力作用,根据此图无法作出正确判断的是( A.带电粒子所带电荷的正、负 B.带电粒子在 a、b 两点的受力方向 C.带电粒子在 a、b 两点的速度何处 较大 图 1-3-6 ) 答案:A
D.带电粒子在 a、b 两点的加速度何处较大
一、电场
1、电荷间的相互作用的示意图:
2、电场的基本性质:
它对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。
说明:①电荷间的相互作用力是通过电场发生的。
②电场是客观存在的一种特殊物质形态。
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:
(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的必备条件. ①电场线是直线. ②带电粒子只受电场力作用(或受其他力,但合力方向沿电 场线所在直线). ③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直 线.
【例 9】(双选)某静电场中的电场线如图 1-3-5 所示,带 电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示, 由 M 运动到 N,以下说法正确的是( A.粒子必定带正电荷 B.粒子在 M 点的加速度大于它 在 N 点的加速度 C.粒子在 M 点的加速度小于它 在 N 点的加速度 D.粒子在 M 点的速度大于它在 N 点的速度 图 1-3-5 ) 答案:AC
教科版高中物理选修3-1课后巩固练习:第一章第3节电场电场强度和电场线.docx
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第3节 电场 电场强度和电场线1.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曲线,那么在同一条电场线上各处的场强不相同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都不相交;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 答案 AD解析 电场线是形象描述电场的物理量,根据电场线的特点可判断A 、D 正确. 点评 电场线描述电场强度的大小和方向,在空间不闭合、不相交.2.由电场强度的定义式E =Fq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 .无论检验电荷所带的电荷量如何变化,Fq始终不变C .电荷在电场中某点所受的电场力大,则该点的电场强度强D .一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零 答案 B3.对于由点电荷Q 产生的电场,下列说法中正确的是( )A .电场强度的定义式仍成立,即E =F /Q ,式中的Q 就是产生电场的点电荷B .在真空中电场强度的表达式为E =kQr2,式中的Q 就是产生电场的点电荷C .在真空中E =kq /r 2,式中的q 是试探电荷 D .以上说法都不对 答案 B解析 E =Fq 是电场强度的定义式,适用于任何电场,式中q 为试探电荷而非场源电荷,故A 错.而E =k Qr2为点电荷Q 产生电场强度的决定式,式中Q 为场源电荷,故B 对,C 错误.点评 电场强度的定义式适用于任何电场,点电荷电场强度的定义式只适用于点电荷,且决定于电场本身.4.下图是几种典型的电场线的分布示意图,其中正确的是( )答案 C5.如图8所示,是点电荷电场中的一条电场线,则()图8A.a点场强一定大于b点场强B.形成这个电场的电荷一定带正电C.在b点由静止释放一个电子,将一定向a点运动D.正电荷在a处受到的静电力大于其在b处的静电力答案 C6.如图9所示,平行的实线表示电场线,虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹,下列判断正确的是()图9A.场强方向一定是向右B.该离子一定是负离子C.该离子一定是由a向b运动D.场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定,但是离子在a点的动能一定小于在b点的动能答案 D解析因为不知离子是向哪个方向运动的,可以假设其由b向a运动,由离子的运动轨迹可以判定出,离子只能受到向左的电场力,所以由b向a一定是减速运动的(同理,也可假设离子由a向b运动,此时根据轨迹可判定出电场力同样向左,离子加速运动),所以该离子在a点的动能一定小于在b点的动能;由于电场线方向、离子的电性都是未知的,所以A、B、C均不正确.7. 一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图10所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()图10答案 C解析电荷在电场力的作用下做加速度逐渐增大的加速运动,所以可以判断电场强度越来越大;再由电荷带负电,可知电荷逆着电场线运动,故C正确.8.图11中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧()图11A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1<Q2B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>|Q2|C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|<Q2D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|答案 B解析Q1、Q2产生的电场在P点叠加,利用矢量的合成按各项给出情况画出P点的合场强方向,可以判断答案为B.9.如图12所示,一个带负电的油滴以初速v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中,倾斜角θ=45°,若油滴到达最高点时速度大小仍为v0,则油滴最高点的位置在()图12A.P点的左上方B.P点的右上方C.P点的正上方D.上述情况都可能答案 A解析当油滴到达最高时,重力做了负功,要使油滴的速度仍为v0,需电场力做正功,又油滴带负电,因而C点应在P点左侧.10. 如图13所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()图13A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右答案 B解析等量异种电荷电场线的分布如图(a)所示.由图中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,电场线从密到疏,所以从A→O→B,电场强度由小变大,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,如图(b)所示.因电子处于平衡状态,其所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,且电子从A→O→B过程中,电场力由小变大,再由大变小,所以另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小.所以选项B正确.点评 掌握等量异种电荷的电场线分布是解题的关键.11.如图14所示,正电荷Q 放在一匀强电场中,在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点,将检验电荷q 放在a 点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?图14答案kQr 2,方向向右 E b =2kQ r 2,方向向右 E c =2kQr2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角解析 点电荷Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的.根据题意可知,Q 在a 点的场强和匀强电场的电场强度大小相等方向相反,所以匀强电场的电场强度大小为E =kQr2,方向向右.在b 点,两个电场的电场强度合成可得E b =2kQr 2,方向向右.在c 点,两个电场的电场强度合成可得E c =2kQr2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角.12.场源电荷Q =2×10-4 C ,是正点电荷.检验电荷q =-2×10-5 C ,是负点电荷,它们相距r =2 m ,且都在真空中,如图15所示.求:图15(1)q 受的静电力.(2)q 所在的B 点的场强E B .(3)若将q 换为q ′=4×10-5 C 的正点电荷,再求q ′受力及B 点的场强. (4)将检验电荷拿去后再求B 点的场强. 答案 (1)9 N ,方向由B 指向A (2)4.5×105 N/C ,方向由A 指向B(3)18 N 方向由A 指向B 4.5×105 N/C ,方向由A 指向B (4)4.5×105 N/C ,方向由A 指向B解析 (1)由库仑定律得F =k Qq r 2=9×109×2×10-4×2×10-522N =9 N方向在A 与B 的连线上,且指向A .(2)由电场强度的定义:E =F q =k Qr 2所以E =9×109×2×10-422N/C =4.5×105 N/C 方向由A 指向B . (3)由库仑定律得F ′=k Qq ′r 2=9×109×2×10-4×4×10-522N =18 N方向由A 指向B .E =F ′q ′=k Q r2=4.5×105 N/C方向由A 指向B .(4)因E 与q 无关,q =0也不会影响E 的大小与方向,所以拿走q 后场强不变.。
高中物理教科版选修3-1:第一章 第3节 电场 电场强度和电场线
第3节电场电场强度和电场线1.电场是电荷周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量,其定义式为E=F q。
3.电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4.电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线,是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱,其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5.匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1.电场的概念与根本性质2.电场力电场对电荷的作用力。
3.静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1.检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的,那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2.电场强度(1)定义:放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式:E =Fq。
(3)单位:牛每库,符号N/C 。
(4)方向:电场强度是矢量,规定某点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。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3.真空中点电荷的场强 (1)大小:E =k Qr 2。
(2)方向①正点电荷:某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷,如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷:某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷,如图乙所示。
三、电场线 1.概念电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
2.特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远),电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际并不存在。
3.几种常见典型电场的电场线电场电场线形状简要描述正点电荷光辉四射,发散状负点电荷众矢之的,会聚状等量正点电荷势不两立,相斥状等量异种点电荷手牵手,心连心,相吸状匀强电场互相平行等间距的直线1.自主思考——判一判(1)在电场中的电荷,不管是静止的还是运动的,都受到电场力的作用。
高中物理第1章静电场第3节电场电场强度和电场线练习教科版选修3-1(2021年整理)
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第3节电场电场强度和电场线1.放入电场中某点的检验电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度,它是用来描述电场强弱和方向的物理量,其大小与检验电荷及其受力无关,决定于电场本身,其方向与正电荷在该点所受静电力方向相同.2.真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为:E=k错误!,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量.在点电荷Q的电场中不存在E相同的两个点.r相等时,E的大小相等,但方向不同;两点在以Q为中心的同一半径上时,E的方向相同,但大小不同.3.匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场,其电场线是间隔相等的平行线.4.下列说法中正确的是( )A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场B.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C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D.电场是人为设想出来的,其实并不存在答案ABC5.下列关于电场的叙述正确的是( )A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在,其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用答案ACD6.关于电场线的以下说法中,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.沿电场线的方向,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.顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小一定不变答案C解析电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同,A错误;沿电场线方向,其疏密变化情况未知,所以电场强度大小不能判定,电荷的受力情况也不能判定,所以B、D错误;故只有C正确.【概念规律练】知识点一电场、电场强度1.电场中有一点P,下列说法中正确的是( )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点无试探电荷,则P点的场强为零C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受到的电场力越大D.P点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向答案C解析为了知道电场中某点的电场强度,可以把一个试探电荷放入该点,其受到的电场力F与自身的电荷量q的比值错误!可反映该点场强的大小,但该点的场强由电场本身决定,与试探电荷的电荷量多少、电性无关,所以A、B错.由E=错误!得F=Eq,当q一定时,E越大,F越大,所以C正确.电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向,与负电荷受力的方向相反,D错.2.一检验电荷q=+4×10-9C,在电场中P点受到的电场力F=6×10-7N.求:(1)P点的场强大小;(2)将检验电荷移走后,P点的场强大小;(3)放一电荷量为q=1.2×10-6C的电荷在P点,受到的电场力F′是多大?答案(1)1。
高中物理教科版选修3-1课件第一章 第3讲 电场 电场强度和电场线
答案
【深度思考】
公式 E=Fq与 E=kQr2有什么区别? 答案 公式 E=Fq是电场强度的定义式,适用于任何电场,E 可以用Fq来 度量,但与 F、q 无关.其中 q 是试探电荷. 公式 E=kQr2是点电荷场强的决定式,仅适用于点电荷的电场强度求解, Q 是场源电荷,E 与 Q 成正比,与 r2 成反比.
一、电场和电场强度
知识梳理
1.电场
(1)概念:存在于电荷周围的一种特殊的 物,质由电荷产生.
场和实物 是
物质存在的两种不同形式.
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用 .电荷之间通过电场 相互作用.
(3)静电场: 静止 电荷周围产生的电场.
答案
2.电场强度
(1)检验电荷
用来检验电场是否存在及其 强弱分布情况的电荷.要求:①电荷量要充分 ;
第一章 静电场
第3讲 电场 电场强度和电场线
目标 定位
1.理解电场强度的概念及其定义式,并会进行有关计算. 2.理解点电荷的电场强度及叠加原理. 3.会用电场线表示电场,并熟记几种常见电场的电场线分布.
栏目 索引
一、电场和电场强度 二、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、电场线和匀强电场
对点检测 自查自纠
背离 Q,因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.
答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
解析答案
(3)拿走q后M点的场强.
图1 解析 在M点拿走试探电荷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及场中位置决定的,与试探电荷q是否存在无关.故M点的场 强仍为100 N/C,方向沿OM连线背离Q. 答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
教科版高中物理选修3-1第一章1.3 电场 电场强度和电场线 同步测试
教科版高中物理选修3-1 同步测试1.3 电场电场强度和电场线1.真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( )A.3∶1 B.1∶3 C.9∶1 D.1∶92.一个负点电荷的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点,E A和E B分别表示A、B两点电场强度的大小,关于E A和E B的大小关系,下列说法正确的是( )A.E A>E BB.E A=E BC.E A<E BD.无法比较E A和E B的大小3.在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的场强大小E A、E B、E C的关系是( )A.E A>E B>E CB.E B>E A>E CC.E C>E A>E BD.E A>E C>E B4.(多选)如图是某电场中的电场线,在该电场中有A、B两点,下列结论正确的是 ( )A.A点的场强比B点的场强大B.A点的场强方向与B点的场强方向相同C.将同一点电荷分别放在A、B两点,放在A点的加速度比放在B点的加速度大D.因为A、B两点没有电场线通过,所以电荷放在这两点不会受电场力作用5.如图所示,各电场中A、B两点电场强度相同的是( )6.电场中有一点P,下列说法正确的是( )A.若放在P点电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零C.P点场强越大,则同一电荷在P点所受电场力越大D.P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向7.如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则( )A.q1=2q2B.q1=-2q2C.q1=4q2D.q1=-4q28.如图所示,AB是点电荷电场中的一根电场线,在线上O点放一个自由的负电荷后,它将沿电场线向B运动,则下列判断中正确的是( )A.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力越来越小B.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力大小变化无法确定C.电场线方向由A指向B,该电荷受到的电场力大小不变D.电场线方向由B指向A,该电荷受到的电场力越来越大9.如图所示,N(N>5)个小球均匀分布在半径为r的圆周上,圆周上P点的一个小球所带电荷量为-2q,其余小球带电荷量均为+q,圆心处的电场强度大小为E.若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为( )A.E B.E 2C.E3D.E410.如图所示,一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子的重力不计,电子除受电场力以外,受到的另一个力的大小和方向的变化情况为( )A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右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11.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示.重力加速度为g,求小球所带电荷量.12.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.求:(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向;(2)在两电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向.参考答案:1.C [由点电荷场强公式有E =k Q r 2∝r -2,故有E A E B =⎝ ⎛⎭⎪⎫r B r A 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫3r r 2=9∶1,C 项正确.]2.A [电场线的疏密表示电场强度的强弱,由于A 点的电场线密,所以A 、B 两点电场强度的大小关系为E A >E B ,故A 正确,B 、C 、D 错误.]3.C [根据F =Eq 可知,F q 图线的斜率等于电场强度,由图线可知C 的斜率最大,B 的斜率最小,此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是E C >E A >E B ,故选项C 正确.]4.AC [由题图看出,A 点处电场线比B 点处电场线密,则A 点场强比B 点的大,故A 正确;场强方向沿电场线的切线方向,则知A 、B 两点处的场强方向不同,故B 错误;由F =qE 知同一点电荷在A 点所受的电场力一定比在B 点所受的电场力大,由牛顿第二定律知同一点电荷在A 点的加速度比放在B 点的加速度大,故C 正确;没有电场线通过的地方不代表没有电场,这两点有电场存在,电荷放在这两点会受到电场力的作用,故D 错误.]5.C [电场强度是矢量,若两点的电场强度相同,必须是大小相等,方向相同.故只有C 正确.]6.C [为了检验电场中某点的电场强度,可以把一个检验电荷放入该点,其受到的电场力F 与自身的电荷量q 的比值Fq可反映该点场强的大小,但该点的场强大小与电荷量的大小、有无检验电荷无关,选项A 、B 错误,选项C 正确.电场的方向为正检验电荷在该点的受力方向,选项D 错误.]7.C [因为在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零,则两电荷为同种电荷,则由点电荷的场强公式可知k q 1(2r )2=k q 2r2,解得q 1=4q 2,故选项C 正确.]8.B [由题意,负电荷由静止开始从O 向B 运动,负电荷所受电场力方向从O 到B ,而场强方向与负电荷所受的电场力方向相反,则知场强方向由B 指向A .由于电场线的分布情况未知,场强如何变化无法确定,电场力大小如何变化也无法确定,故B 正确,A 、C 、D 错误.]9.C [假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q 的小球,由于圆周的对称性,圆心处场强为0,则知P 点处+q 在圆心处产生的场强大小为E 1=k q r2,方向水平向左,可知图中所有+q 在圆心处产生的合场强E 2=E 1=k qr2,方向水平向右,图中-2q 在圆心处产生的场强大小E 3=k 2q r 2,方向水平向右.根据电场的叠加有:E 2+E 3=E ,则得k q r 2=E3,所以若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为E3.故选C.]10.B [A →O →B ,场强先变大后变小,方向水平向右,所以电子受到的电场力先变大后变小,方向水平向左.又电子处于受力平衡状态,故另一个力应是先变大后变小,方向水平向右.故选项B 正确.]11.[解析] 由小球处于平衡状态知小球带正电,对小球受力分析如图所示F T sin θ=qE ① F T cos θ=mg ②由①②得tan θ=qE mg , 故q =mg tan θE. [答案] mg tan θE12.[解析] (1)如图甲所示,A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同,由A →B .A 、B两点电荷在O 点产生的电场强度为E A =E B =kQ (r 2)2=4kQr 2,故O 点的合场强为E 0=2E A =8kQr 2,方向由A →B .甲 乙(2)如图乙所示,E A ′=E B ′=kQr 2,由矢量图所形成的等边三角形可知,O ′点的合场强E O ′=E A ′=E B ′=kQr2,方向与AB 的中垂线垂直指向右方,即E O ′与E O 同向.[答案] (1)8kQ r 2 方向由A →B (2)kQr2 方向与E O 同向。
高中物理第一章静电场第3节电场电场强度和电场线课时训练含解析教科版选修3_1
第3节电场电场强度和电场线【测控导航】1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电荷量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=,下列说法正确的是( D )A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0B.若检验电荷的电荷量变为4q,则该点的场强变为4EC.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反D.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小、方向均不变解析:电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定,与放入该点的检验电荷无关,与在该点是否放检验电荷无关,故选D.2.对于由点电荷Q产生的电场,下列说法中正确的是( B )A.电场强度的定义式仍成立,即E=,式中的Q就是产生电场的点电荷B.在真空中电场强度的表达式为E=,式中的Q就是产生电场的点电荷C.在真空中E=kq/r2,式中的q是试探电荷D.以上说法都不对解析:E=是电场强度的定义式,适用于任何电场,式中q为试探电荷而非场源电荷,选项A错误;而E=k为点电荷Q产生电场强度的决定式,式中Q为场源电荷,选项B正确,C错误. 3.(2017·济南一中期中)如图为真空中两点电荷A,B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A,B电荷连线的中点,a,b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( D )A.A,B可能是带等量异号的正、负电荷B.A,B可能是带不等量的正电荷C.a,b两点处无电场线,故其电场强度可能为零D.同一试探电荷在a,b两点处所受静电力大小相等,方向一定相反解析:从电场线向外且对称可知,A,B点电荷带等量正电荷,故选项A,B错误;根据电场的叠加,a点处的电场强度方向向上,b点处的电场强度方向向下,且由于对称性可知,两点电场强度大小相等,因此将同一试探电荷放在a,b两点处所受静电力大小相等,故选项C错误,D正确.4.(2017·菏泽高三质检)如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子的重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是( B )A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右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:等量异种电荷的电场线分布如图(甲)所示,由图中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,电场强度应由小变大,再由大变小,而电场强度的方向沿电场线的切线方向,为水平向右,如图(乙)所示.由于电子处于平衡状态,所受的合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子所受的电场力方向与场强方向相反,即水平向左,电子从A→O→B过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平向右,其大小先变大后变小,所以选项B正确.5.(多选)如图所示,图(甲)中AB是一个点电荷电场中的电场线,图(乙)则是放在电场线上a,b处的检验电荷的电荷量与所受电场力间的函数图线,由此可知以下判断可能正确的是( AC )A.场源是正电荷,位于a点的左侧B.场源是正电荷,位于b点的右侧C.场源是负电荷,位于a点的左侧D.场源是负电荷,位于b点的右侧。
物理教科版选修3-1课后训练:1.3.电场 电场强度和电场线含解析
4。
电场 电场强度和电场线练习1.真空中距点电荷(电荷量为Q )为r 的A 点处,放一个带电荷量为q (q ≪Q )的点电荷,q 受到的电场力大小为F ,则A 点的场强为( ).A .F /QB .F /qC .2q k rD .2Q k r 2.正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是图中的( ).3.关于电场强度,下列说法中正确的是( ).A .根据公式E =F /q ,这个位置的电场强度与检验电荷的电荷量q 成反比B .根据公式E =kq /r 2,这个位置的电场强度与检验电荷的电荷量q 成正比C .公式E =kq /r 2和E =F /q 适用条件相同D .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关4.AB 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O 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 =-q5.实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M 点以相同的速度飞出a 、b 两个带电粒子,a 、b 的运动轨迹如图中的虚线所示(a 、b 只受电场力作用),则( ).A .a 一定带正电,b 一定带负电B .电场力对a 做正功,对b 做负功C .a 的速度将减小,b 的速度将增大D .a 的加速度将减小,b 的加速度将增大6.下列说法中,正确的是( ).A .在一个以点电荷为中心,r 为半径的球面上各处的电场强度都相同B .E =2Q k r 仅适用于真空中点电荷形成的电场C .电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向D .电场中某点电场强度的方向与试探电荷的正负无关7.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c 。
高中物理第一章静电场《电场_电场强度和电场线》随堂基础巩固教科版选修3-1(2021年整理)
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1.3《电场电场强度和电场线》[随堂基础巩固]1.有关电场强度的定义式E=F/q的说法正确的是( )A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷的电荷量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的静电力大小与该点场强的大小成正比解析:定义式E=F/q对任何电场都适用,所以A错;公式中F指检验电荷在这一点所受的静电力大小,q是指检验电荷的电荷量,所以B错;场强方向与正电荷在该点所受F的方向相同,与负电荷所受F的方向相反,所以C错;由定义式可得,F与E成正比,所以D对。
答案:D2.以下关于电场和电场线的说法中正确的是( )A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅在空间相交,也能相切B.在电场中,凡是电场线通过的点,场强不为零,不画电场线区域内的点场强为零C.同一检验电荷在电场线密集的地方所受电场力大D.电场线是人们假设的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在解析:电场线是假想的,不是物质,在空间不相交,不相切,不画电场线的区域场强不一定为零。
答案:CD3.如图1-3-11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 (|Q|≫|q|),由a运动到b,电场力做正功。
教科版高中物理选修3—1 第一章 第3节 电场 电场强度和电场线(共21张PPT)
(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分 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
(3)等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线 分布情况
特点:
a、两点电荷连线中点O处场强为0 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0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变 密后变疏
E
E1
E2
E1
E
E2
+Q
-Q
E2 E1
+Q E2
E1 +Q
例、在真空中有两个点电Q1=+3.0×10-8C和Q2=3.0×10-8C,它们相距0.1m。求电场中A点的场 强。A点与两个点电荷的距离r相等r=0.1m。
E1 A
E
E2
E=
2kQ1 r2
cos60°
代入数值得:E=2.7×104 N/C
❖9、要学生做的事,教职员躬亲共做;要学生学的知识,教职员躬亲共学;要学生守的规则,教职员躬亲共守。2021/8/262021/8/26Thursday, August 26, 2021 ❖10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/262021/8/262021/8/268/26/2021 7:17:47 PM ❖11、只有让学生不把全部时间都用在学习上,而留下许多自由支配的时间,他才能顺利地学习……(这)是教育过程的逻辑。2021/8/262021/8/262021/8/26Aug-2126-Aug-21 ❖12、要记住,你不仅是教课的教师,也是学生的教育者,生活的导师和道德的引路人。2021/8/262021/8/262021/8/26Thursday, August 26, 2021
人教版高中物理选修3-1学案:第一章第3节电场强度含答案
第 3节电场强度1.英国物理学家法拉第提出电场是电荷四周存在的一种特殊物质,它对放入此中的电荷有力的作用。
F2.电场强度是矢量,定义式为E=q。
电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
3.电场线是为了形象描绘电场而引入的设想线,是由法拉第第一提出的。
其疏密程度表示电场的强弱,其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4.匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场电场强度1.电场在电荷的四周存在着由它产生的电场,它能够传达电荷间的相互作用,此中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场,电磁场是一种客观存在的特别物质,也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是经过电场发生的。
(3)电场的基天性质就是对放入此中的电荷有力的作用。
2.尝试电荷与场源电荷(1)尝试电荷:如图1-3-1 所示,带电小球q 是用来查验电场能否存在及其强弱散布情况的,称为尝试电荷,或查验电荷。
图 1-3-1(2)场源电荷:被查验的电场是电荷 Q 所激发的,电荷Q 称为场源电荷,或源电荷。
3. 电场强度(1) 定义:放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量 q 的比值,叫做该点的电场强度。
F(2) 定义式: E = q 。
(3) 单位:牛 /库 (N/C) ,伏 /米 (V/m) 。
1 N/C = 1 V/m 。
(4) 方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
(5) 物理意义:电场强度是描绘电场的力的性质的物理量,与尝试电荷遇到的静电力大小没关。
二、点电荷的电场电场强度的叠加1. 点电荷的电场如图 1-3-2 所示,场源电荷Q 与尝试电荷 q 相距为 r ,则它们的库仑力F = kQq= qk Q,r 2r 2所以电荷 q 处的电场强度 E = F= kQ。
qr 2图 1-3-2Q(1) 公式: E = k r 2。
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第3节 电场 电场强度和电场线
1.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曲线,那么在同一条电场线上各处的场强不相同
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都不相交;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
答案 AD
解析 电场线是形象描述电场的物理量,根据电场线的特点可判断A 、D 正确.
点评 电场线描述电场强度的大小和方向,在空间不闭合、不相交.
2.由电场强度的定义式E =F q
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 .无论检验电荷所带的电荷量如何变化,F q
始终不变 C .电荷在电场中某点所受的电场力大,则该点的电场强度强
D .一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零
答案 B
3.对于由点电荷Q 产生的电场,下列说法中正确的是( )
A .电场强度的定义式仍成立,即E =F /Q ,式中的Q 就是产生电场的点电荷
B .在真空中电场强度的表达式为E =kQ r 2,式中的Q 就是产生电场的点电荷
C .在真空中E =kq /r 2,式中的q 是试探电荷
D .以上说法都不对
答案 B
解析 E =F q
是电场强度的定义式,适用于任何电场,式中q 为试探电荷而非场源电荷,故A 错.而E =k Q r 2为点电荷Q 产生电场强度的决定式,式中Q 为场源电荷,故B 对,C 错误.
点评 电场强度的定义式适用于任何电场,点电荷电场强度的定义式只适用于点电荷,且决定于电场本身.
4.下图是几种典型的电场线的分布示意图,其中正确的是(
) 答案 C
5.如图8所示,是点电荷电场中的一条电场线,则( )
图8
A.a点场强一定大于b点场强
B.形成这个电场的电荷一定带正电
C.在b点由静止释放一个电子,将一定向a点运动
D.正电荷在a处受到的静电力大于其在b处的静电力
答案 C
6.如图9所示,平行的实线表示电场线,虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹,下列判断正确的是()
图9
A.场强方向一定是向右
B.该离子一定是负离子
C.该离子一定是由a向b运动
D.场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定,但是离子在a点的动能一定小于在b点的动能
答案 D
解析因为不知离子是向哪个方向运动的,可以假设其由b向a运动,由离子的运动轨迹可以判定出,离子只能受到向左的电场力,所以由b向a一定是减速运动的(同理,也可假设离子由a向b运动,此时根据轨迹可判定出电场力同样向左,离子加速运动),所以该离子在a点的动能一定小于在b点的动能;由于电场线方向、离子的电性都是未知的,所以
A、B、C均不正确.
7. 一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图10所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()
图10
答案 C
解析电荷在电场力的作用下做加速度逐渐增大的加速运动,所以可以判断电场强度越来越大;再由电荷带负电,可知电荷逆着电场线运动,故C正确.
8.图11中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧()
图11
A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1<Q2
B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>|Q2|
C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|<Q2
D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|
答案 B
解析Q1、Q2产生的电场在P点叠加,利用矢量的合成按各项给出情况画出P点的合场强方向,可以判断答案为B.
9.如图12所示,一个带负电的油滴以初速v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中,倾斜角θ=45°,若油滴到达最高点时速度大小仍为v0,则油滴最高点的位置在()
图12
A.P点的左上方B.P点的右上方
C.P点的正上方D.上述情况都可能
答案 A
解析当油滴到达最高时,重力做了负功,要使油滴的速度仍为v0,需电场力做正功,又油滴带负电,因而C点应在P点左侧.
10. 如图13所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()
图13
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
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
答案 B
解析等量异种电荷电场线的分布如图(a)所示.由图中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,电场线从密到疏,所以从A→O→B,电场强度由小变大,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,如图(b)所示.因电子处于平衡状态,其所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,且电子从A→O→B过程中,电场力由小变大,再由大变小,所以另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小.所以选项B正确.
点评掌握等量异种电荷的电场线分布是解题的关键.
11.如图14所示,正电荷Q放在一匀强电场中,在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点,将检验电荷q放在a点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如何?b、c两点的场强大小和方向如何?
图14
答案 kQ r 2
,方向向右 E b =2kQ r 2,方向向右 E c =2kQ r
2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角 解析 点电荷Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的.根据题意可知,Q 在a 点
的场强和匀强电场的电场强度大小相等方向相反,所以匀强电场的电场强度大小为E =kQ r
2,方向向右.
在b 点,两个电场的电场强度合成可得E b =2kQ r
2,方向向右. 在c 点,两个电场的电场强度合成可得E c =2kQ r
2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角.
12.场源电荷Q =2×10-4 C ,是正点电荷.检验电荷q =-2×10-5 C ,是负点电荷,
它们相距r =2 m ,且都在真空中,如图15所示.求:
图15 (1)q 受的静电力.
(2)q 所在的B 点的场强E B .
(3)若将q 换为q ′=4×10-5 C 的正点电荷,再求q ′受力及B 点的场强.
(4)将检验电荷拿去后再求B 点的场强.
答案 (1)9 N ,方向由B 指向A
(2)4.5×105 N/C ,方向由A 指向B
(3)18 N 方向由A 指向B 4.5×105 N/C ,方向由A 指向B (4)4.5×105 N/C ,方向由A 指向B
解析 (1)由库仑定律得
F =k Qq r 2=9×109×2×10-4×2×10-522
N =9 N 方向在A 与B 的连线上,且指向A .
(2)由电场强度的定义:E =F q =k Q r 2 所以E =9×109×2×10-422 N/C =4.5×105 N/C 方向由A 指向B .
(3)由库仑定律得
F ′=k Qq ′r 2=9×109×2×10-4×4×10-5
22
N =18 N 方向由A 指向B .
E =
F ′q ′=k Q r 2
=4.5×105 N/C 方向由A 指向B .
(4)因E 与q 无关,q =0也不会影响E 的大小与方向,所以拿走q 后场强不变.。