高中物理选修3-1(人教版)练习：第一章 第3节 电场强度 含答案
人教版高二物理选修3—1第1章第3节电场强度
对其中电荷 有力的作用
电势能
例题分析
解:(1)设Q1和Q2在A点的电场强
度分别为E1、E2，方向如图。
据平行四边形定则，E合在E1和
E2夹角的平分线上，且与Q1与Q2
连线平行。
Q1
合场强大小为:E合= E1= E2
=
kQ r2
代入数据得E=2.7×104v/m
E1
A E合
E2
Q2
例题分析
E1
解:(2) A点处q所受的电场力: A E合
上，各处的电场强度都相同
答案：A、C、D
问题4 如何求合电场场强？
结论：
可以用矢量运算的平行四边形定则 求合电场场强。
四.电场的叠加
电场叠加原理：合电场E合是E1、E2为邻 边的平行四边形的对角线。
四.电场的叠加
E1 E
E2
+Q
-Q
E
E2
E1
+Q E2
E1 +Q
电荷
电场强度
强 弱
电场
能性 的质
电量比较小、体积F比较小q
+q
+Q
问题2 怎样描述电场的强弱呢？
同一点电荷距场源电荷不同位置
的受力情况 不同.
能否用电场力的
大小表示电场的F3 Nhomakorabea强弱？+q
+q
+Q
+q
不同.同试探点电荷放在同A 一位置的F但受它力们情之况 不
+Q
间有什么
规律呢？
F1=
k Qq1 r2
F2=
k Qq2 r2
F3=
k Qq3 r2
D. EA < EB ，FA > FB
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)．
[精品]新人教版选修3-1高中物理第一章第三节《电场强度》过关习题及答案
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第三节电场强度一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1．电场中A、B、三点的电场强度分别为：E A=－5、E=4、E= －1，则这三点的电场由强到弱B的顺序是（）A AB B BA AB D AB2．由电场强度的定义式E= F/q可知（）A E和F成正比，F越大E越大B E和q成反比，q越大E越小E的方向与F的方向相同D E的大小可由F/q确定3．A为已知电场中的一个固定点，在A点放一电荷量为q的电荷，所受电场力为F，A点的电场强度为E，则（）A若在A点换上–q，A点的电场强度将发生变B若在A点换上电荷量为2q的电荷，A点的电场强度将变为2E若A点移去电荷q，A点的电场强度变为零DA点电场强度的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关4．由电场强度的定义式E= F/q可知（）A这个定义式只适于点电荷电场B式中的F是放入电场中的电荷所受的电场力，q是电荷所带的电荷量式中的F是放入电场中的电荷所受的电场力，q是产生电场的电荷的电荷量D库仑定律F =中，是点电荷Q2产生的电场在Q1所在处的场强大小5．如图1所示是电场中某一条电场线，下列说法 中正确的是（ ） AA 、B 两点电场方向相同BA 、B 两点电场大小关系是 E A＞E B 电场线是直线，则 E A ＝E BD 不知附近的电场线分布，E A 、E B 的大小不确定 6下列情况中,A 、B 两点的电场强度矢量相等的是 （ ）A 与孤立正点电荷距离相等的A 、B 两点 B 与孤立负点电荷距离相等的A 、B 两点两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与两点电荷的连线距离相等的A 、B 两点 D 两个等量同种点电荷连线的中垂线上,与两点电荷的连线距离相等的A 、B 两点 7．把质量为的点电荷q 在电场中释放,在它运动过 程中，如果不计重力,下列说法中正确的是（ ） A 点电荷运动轨迹必和电场线重合B 若电场线是直线，则点电荷运动轨迹必和电场线重合 点电荷的速度方向必定和它所在的电场线的切线方向一致D 点电荷的加速度方向必定和它所在的电场线的切线方向在一直线上 8在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q ,检验电 荷受到的电场力为F ，则该点电场强度为E=F/q ,那么 下列说法正确的是（A 若移去检验电荷q ,B 若在该点放一个电荷量为2q 的检验电荷，该点的场强就变为E/2若在该点放一个电荷量为－2q 的检验电荷，则该点场强大小仍为E ，但电场强度D 若在该点放一个电荷量为的检验电荷，则该点的场强大小仍为E ，电场强9对于由点电荷Q 产生的电场，下列说法正确的是 （ ）图1A 电场强度的表达式仍成立，即E =F /Q ，式中的Q 就是产生电场的点电荷所带电荷量B 在真空中，点电荷产生电场强度的表达式为,式中Q 就是产生电场的点电荷所带电荷量 在真空中E =，式中QD10当在电场中某点放入正点电荷时, 正点电荷受的 电场力向右；当放入负点电荷时它受到的电场力向 左，下列说法正确的是（A当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，B该点D二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用
人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1. 下列关于静电平衡状态的描述中正确的是（）A.静电平衡时，导体内的自由电子不再运动B.静电平衡时导体内部场强为零C.静电平衡时导体电势为零D.处于静电平衡状态的整个导体是个等势体2. 如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是（）A. B. C. D.3. 如图所示是静电除尘的原理示意图．A为金属管，B为金属丝，在A、B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了．有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（）A.金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极B.金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极C.C为烟气的进气口，D为排气口D.D为烟气的进气口，C为排气口4. 如图所示，在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一个带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则（）A.B的内表面带正电荷，φB=φC=0B.B的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张开，φB<φCD.φB=φC，B的左右两侧电势相等二、选择题下列哪一个措施是为了防止静电产生的危害（）A.在高大的建筑物顶端装上避雷针B.在高大的烟囱中安装静电除尘器C.静电复印D.静电喷漆把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是（）A. B.C. D.如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.a>c=d>bD.a<b<c=d为防止麻醉剂乙醚爆炸，医疗手术室地砖要使用导电材料，医生和护士的鞋子和外套也要用导电材料，一切设备包括病人身体要良好接触，并保持良好接地．这是为了（）A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A.甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B.乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C.丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D.丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（）A.枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形导体中负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中（）A.涂料微粒带正电B.离工件越近所受库仑力越小C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减小一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示．在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（）A.φA=φBB.φB=φCC.E A=E BD.E B=E C一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是图中的（）A. B.C. D.如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是（）A.箔片张开B.箔片不张开C.带电金属球电量足够大时才会张开D.箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r．该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于（）A.k Qr2−k QR2B.k Qr2+k QR2C.0D.k Qr2如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（）A.枕形导体a端电势高于b端电势B.仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体C.仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地D.仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地三、解答题如图所示，A为带正电的金属板．小球的质量为m、电荷量为q，用绝缘细线悬挂于O 点，受水平向右的电场力偏转θ角后静止．试求小球所在处的电场强度．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法．利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等．试问：（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？如图所示，带电荷量分别为+Q和−Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P．当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c 在导体P内）产生的电场强度是多少？长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小和方向分别是怎样的？如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q=+4×10−6C．（1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？（2）如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q=−2×10−6C的带电小球，使桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1.【答案】B,D【考点】静电平衡【解析】此题暂无解析【解答】解：A．处于静电平衡状态下的导体内部的自由电子仍在做无规则运动，但定向运动停止，A错误；B．静电平衡时，导体内部的任一点的原外电场与感应电荷产生的感应电场相互抵消，合场强为零，B正确；CD．处于静电平衡状态下的导体是等势体，但电势不一定为零，C错误，D正确．故选BD．2.【答案】A,B,D【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A正确；B．金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用，B正确；C．电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错误；D．将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D正确．故选ABD．3.【答案】A,C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．电子向A极运动，根据负电荷由低电势点向高电势点运动知，A正确，B错误；CD．烟气由低空向高空升起，所以C为进气口，D为排气口，C正确，D错误．故选AC．4.【答案】B,D【考点】电势静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：ABC．由于静电感应B的左侧外表面带负电荷，右侧外表面带正电荷，内部场强为零，故B正确，A、C错误；D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确．故选BD．二、选择题【答案】A【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，A符合题意；B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，B不符合题意；C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，C不符合题意；D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，D不符合题意．故选A．【答案】B【考点】电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：AD．静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，故AD错误；BC．金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，故B正确，C错误．故选B．【答案】B静电平衡静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b．B正确．故选B．【答案】B【考点】生活中的静电现象【解析】本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．【解答】解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关．静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就像油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：因为静电平衡的原理，处于作业服之内的空间合场强为零，人处于内部空间起到了保护作用，电势并不一定为零，根据静电平衡的特点，整个作业服是一个等势体，所以C对．故选C．【答案】B【考点】静电感应【解析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动；电荷间的相互作用，同号电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【解答】解：金属导电的实质是自由电子的移动，即负电荷在外电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，正电荷不移动，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】D生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由题图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A错误；B．离工件越近，根据库仑定律得知，涂料微粒所受库仑力越大，故B错误；CD．涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小，故C错误，D正确．故选D．【答案】B【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由于空心导体为等势体，所以φB=φC，选项A错误，B正确；CD．由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，选项C、D 错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：根据静电感应，空心球的内侧感应出负电荷，外表面带正电荷，球壳内部场强处处为零，电场线中断，根据电场线的特点可知，B正确，A、C、D错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器时，箔片不张开，故B正确，ACD错误．故选B．【答案】D【考点】特殊带电体电场强度的计算【解析】此题暂无解析【解答】解：由内部合场强为零可知，感应电荷产生的场强与Q在该点产生的场强等大反向，故E=kQr2．故D正确．故选D．【答案】B【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：如图枕形导体在带正电的小球附近时，枕形导体上的自由电子会向左边运动，左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体．当处于静电平衡时，枕形导体是个等势体，即导体a端电势等于b端电势，故B正确，A、C、D错误．故选B．三、解答题【答案】小球所在处的电场强度为mg tanθq，水平向右．【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：对小球受力分析如图所示，由平衡条件得：F=mg tanθ，小球所在处的电场强度：E=Fq =mg tanθq，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．【答案】（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【考点】生活中的静电现象静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【答案】产生的电场强度为8kQL2，沿ba连线向左．【考点】电场的叠加点电荷的场强【解析】此题暂无解析【解答】解：由点电荷的电场强度公式E=kQr2，得：+Q和−Q的两个点电荷在c点产生的电场强度E+=kQr2=kQ(L2)2=4kQL2，同理E−=4kQL2，再由矢量合成得：E=E++E−=8kQL2，方向水平向右，感应电荷产生的电场等大反向，故电场强度为8kQL2，方向水平向左．【答案】产生的场强为kq(R+l2)2，方向为向左．【考点】点电荷的场强生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场——+q在该点形成的电场E0，附加电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′，当达到静电平衡时E′=E0，题中所求的即为E′．棒的中点距离+q为r=R+l2，于是E′=E0=kq(R+l2)2，E′和E0方向相反，方向向左．【答案】（1）内外表面带电荷量分别为0和+4×10−6C．（2）桶内、外表面带电荷量分别为0和+2×10−4C．【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C．（2）一个带负电的带电体接触内表面后，物体可以看成一个整体，正、负电荷发生中和现象，电荷仍然分布在外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C+(−2×10−6C）=+2×10−6C．。
人教版物理选修3-1第一章第三节电场强度练习题(附答案)
电场强度练习一、选择题：1、下列关于点电荷的说法正确的是( )A 、只有体积很小的带电体才能看成点电荷B 、体积很大的带电体一定不能看成点电荷C 、由公式122q q F kr=可以知,r→0时,F→∞ D 、当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷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 、2QE=kr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A B E E 、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A B E E >C 、由于A 、B 在一直线上一定有A B E E =D 、因为仅有一根电场线，所以A BE E 、的大小的关系无法确定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0B、E1=E2之点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2C、E1=E2之点共有三处，两处合场强为0，另一处合场强为2E2D、E1=E2之点共有三处，一处合场强为0，另两处合场强为2E26、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，直到速度为零7、在光滑的绝缘水平面上用一绝缘弹簧把两个带电小球连接起来，当两球带同种电荷时，弹簧伸长量为L，如果让两球的带电量均减半，则弹簧的伸长量为（）A、等于L/2B、大于L/2C、等于L/4D、大于L/48、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。
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．电场强度是矢量，定义式为E＝Fq。
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述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。
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．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其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殊物质，也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
(2)场源电荷：被检验的电场是电荷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。
(2)定义式：E＝Fq。
(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：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
二、点电荷的电场电场强度的叠加1．点电荷的电场如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝k Qqr2＝qkQr2，所以电荷q处的电场强度E＝Fq＝kQr2。
(1)公式：E＝kQr2。
(2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。
2．电场强度的叠加(1)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矢量和。
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。
2．答：由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B移动到A的结果。
其中，A得到的电子数为，与B失去的电子数相等。
3．答：图1－4是此问题的示意图。
导体B中的一部分自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排斥力，A、B之间产生吸引力。
4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。
因为，在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1．答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电；再把B球与C球接触，则B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。
2．答：（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！）3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，距离为，则。
当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。
在此情况下，若再使A、B间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为。
4．答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图1－6所示。
共受三个力的作用，，由于，相互间距离分别为、、，所以，。
根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是。
由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。
5．答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图1－7。
静电斥力，又，，所以，第三节1．答：A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第一章：电场强度
人教版物理选修3-1第一章：电场强度一、选择题1. 在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度E=Fq，下列说法正确的是（）A.若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B.若检验电荷的电量变为4q，则该点的电场强度变为4EC.若放置到该点的检验电荷变为−2q，则场中该点的电场强度大小不变，但方向相反D.若放置到该点的检验电荷变为−2q，则场中该点的电场强度大小方向均不变2. 关于电场线的说法，下列正确的是（）A.电场线的方向，就是电荷受力的方向B.在匀强电场中，正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线是闭合的3. 某电场的电场线分布如图所示，在a、b两点电场的大小关系是（）A.E a<E bB.E a=E bC.E a>E bD.无法确定4. 在电场中某点用+q测得场强E，当撤去+q而放入−q2时，则该点的场强（）A.大小为E2，方向和E相同 B.大小为E2，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5. 如图所示，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E0，当把一电量也是q的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷放在P点时，测得作用于这点电荷的静电力为F，则在国际单位制中（）A.f的数值等于qE0B.F的数值等于afC.a比1小得越多，F的数值越接近afD.a比1小得越多，F的数值越接近aqE06. 如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态．忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做（）A.曲线运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.变加速直线运动7. 如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（）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，速度越来越大C.点电荷运动在O点时加速度为零，速度达到最大值D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零8. 如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30∘角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为（）A.mgE B.3mgEC.2mgED.mg2E9. 如图是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图像，其中正确的是（）A. B. C. D.10. 如图，一均匀带电+Q细棍，在过中点c垂直于细棍的直线上有a、b、d三点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（）A.k Q+qR2B.k9Q+q9R2C.k10q9R2D.k3QR211. 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，以下说法错误的是（）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12. 如图甲所示，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电．在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．P是点电荷右侧，与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异号点电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（k为静电力常量），其中正确的是（）A.8kq9d2B.kqd2C.3kq4d2D.10kq9d2二、多选题下列说法正确的是（）A.根据E=Fq，可知电场中某点的场强与电场力成正比B.根据E=kQr2，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比C.根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强D.在电场中两条电场线不能相交如图四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，场强都相同的是（）A. B.C. D.如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，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.若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电场强度一定相等B.若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG 上各点相比是最大的C.若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同D.若两电荷是同种电荷，则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如图中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E A、E B分别表示A、B两处的场强大小，则（）A.A、B两点的场强方向相同B.电场线从A指向B，所以E A>E BC.A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A=E BD.不知A、B附近的电场线分布状况，E A、E B的大小不能确定三、解答题在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0和5.0，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所带电量的关系图像如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电，求B点的电场强度的大小和方向．如图所示，用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触一个用绝缘细线竖直地悬挂于电场中、质量为2.0×10−3kg的小球，当小球的带电量为q1=1.0×10−4C时，悬线中的张力为T1= 1.5×10−2N．求：（1）小球所在处的场强．（2）当小球的带电量为q2=−1.0×10−4C时，悬线中的张力T2为多大．如图所示，在边长为L的正三角形的三个顶点A、B、C上各固定一个点电荷，它们的带电量分别为+q、+q和−q，求其几何中心O处的场强．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的带正电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球到右板的距离为L，如图所示，请问：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？如图所示，一固定直杆AB长为L=2m，与竖直方向的夹角为θ=53∘，一质量为m= 4kg，电荷量为q=+3×10−5C的小球套在直杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ=6．直杆所在处空间有水平向右的匀强电场，场强为E=106N/C，求：7（1）小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1．（2）若杆与竖直方向的夹角为某一值时，小球滑到杆的B端时具有最大速度，则此时杆与竖直方向的夹角α和最大速度v m大小各为多少？参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第一章：电场强度一、选择题1.【答案】D【考点】电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：A项，该点的电场强度E=Fq ，若移去检验电荷，该点的电场强度仍为E=Fq，故A错误；B项，若检验电荷的电量变为4q，检验电荷所受的电场力为4F，该点的电场强度仍为E=Fq，故B错误；CD项，若放置到该点的检验电荷变为−2q，则检验电荷所受的电场力为−2F，该点的电场强度仍为E=Fq，故C错误，D正确．故选D．2.【答案】C【考点】电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：A．电场线的方向，是正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，故A错误；B．正电荷如果沿电场线运动必须满足的条件：①电场线是直线②合外力沿电场线方向③电荷初速度为零或初速度方向沿电场线方向，所以正电荷只在电场力的作用下不一定沿电场线运动，故B错误；C．电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密，场强越大，同一电荷所受电场力越大，故C正确；D．电场线从正电荷出发到负电荷或无穷远终止，是不闭合的，故D错误．故选C．3.【答案】C【考点】电场线电场强度此题暂无解析【解答】解：电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以E a>E b，故C正确．故选C．4.【答案】C【考点】电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：把试探电荷q放在场源电荷Q产生的电场中，电荷q在不同点受到的电场力一般是不同的，这表示各点的电场强度不同；但将不同电荷量的试探电荷q分别放入Q附近的不变．因为电场中某点的场强E 同一点时，虽受力不同，但电场力F与电荷量q的比值Fq是由电场本身决定的，与放入电场中的电荷大小、正负等因素无关，故C正确．故选C．5.【答案】D【考点】库仑定律【解析】此题暂无解析【解答】解：AB项，本题中的场源电荷为金属球，而不是点电荷，在P点没有放入电荷前，电量均匀分布在球体的外壳，金属球可以等效为电量集中于球心的点电荷，但是，在P点放入电荷后，由于同种电荷排斥，使得金属球上的电荷分布不再均匀，带电的等效中可得此时P点的电场发生变化，因此A、B错心偏离球心，根据点电荷场强公式E=k Qr2误；D项，当把电荷量为aq的点电荷放在P点时，电荷量越小，即a比1小得越多，球在P点的场强变化越小，当a≪1时，点电荷可看作电量足够小的试探电荷，故F的数值越接近于aqE0，D正确．故选D．6.【答案】C【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析解：绳未断时，带电小球处于静止状态，合力为零．忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球受电场力和重力作用，因电场力和重力为恒力，小球所受合力沿悬线方向，合力大小恒定，且小球的初速度为零，故小球做匀加速直线运动，所以C正确．故选C．7.【答案】C【考点】电场的叠加电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：AB项，由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O点场强为零，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强先增大后减小，所以点电荷在从P到O的过程中，加速度可能先增大后减小，选项A、B错；C项，负电荷所受M、N点电荷库仑力的合力方向竖直向下，到O点前一直加速，选项C 对；D项，同理点电荷越过O点后，速度越来越小，但加速度先增大后减小，选项D错．故选C．8.【答案】D【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如，故D正确．图．由平衡条件可得mgsin30∘=qE，q=mg2E故选D．9.【答案】A【考点】电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．根据电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，在电场中某点的电场强度E是一定的，可知，E−q是平行于q轴的直线，故A正确，B错误；C．由F=qE知，E一定，则F与q成正比，故C错误；D．依据电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故D错误．故选A．10.【答案】C【考点】电场的叠加点电荷的场强【解析】此题暂无解析【解答】解：电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=k qR2，方向向右，在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棍与q在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棍在b处产生的电场强度大小为k qR2，方向向左，根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为k qR2，方向向右，而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为E′=k q (3R)2，方向向右，所以d点处场强的大小为E d=E+E′=10kq9R2，方向向右，故C正确．故选C．11.【答案】B【考点】电场中轨迹类问题的分析【解析】此题暂无解析【解答】解：A项，根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定粒子受电场力的方向沿电场线方向，故此粒子带正电，A选项正确；C项，由于电场线越密，场强越大，粒子受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N点加速度大，C选项正确；D项，粒子从M点到N点，电场力做正功，根据动能定理得此粒子在N点动能大，故D选项正确．本题选错误的，故选B．12.【答案】A【考点】点电荷的场强此题暂无解析【解答】解：根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向右，两个异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，乙图上+q右侧d处的场强大小为E=k qd2−k q(3d)2=8kq9d2，据题意可知，P点的电场强度大小与乙图上+q右侧d处的场强大小相等，即为8kq9d2．故A正确．故选A．二、多选题【答案】B,D【考点】电场线电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：A．E=Fq是电场强度的定义式，而对于电场中的某一确定的点，放在该处的试探电荷的电荷量不同，电荷受到的电场力也不同，但电场力和电荷量的比值却是不变的，即电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关，而由场源电荷及研究点在场中的位置决定，A错误；B．对于点电荷形成的电场，确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比，B正确；C．电场强度是矢量，合场强由平行四边形法则确定，作为合场强的平行四边形的对角线不一定比作为分场强的平行四边形的邻边长，C错误；D．如果电场线相交，交点处有两条切线，也就有两个方向，显然是不可以相交的，D正确．故选BD．【答案】B,C【考点】电场的叠加电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：A项，a点的场强方向向左，b点的场强方向向右，则场强不同，故A错误；B项，a、b在等量异种电荷连线的中垂线上，根据电场线分布的对称性可知，这两点场强相同，故B正确；C项，a、b两点在等量异种电荷的连线上，根据对称性和场强叠加可知，a、b两点场强相同，故C正确；D项，根据电场线的对称性可知：a的场强方向向上，b点的场强方向向下，场强不同，故D错误．【答案】A,B【考点】电场的叠加点电荷的场强【解析】此题暂无解析【解答】解：A项，若两电荷是异种电荷，电场线从正电荷指向负电荷，OM的中点与ON的中点电场强度方向相同，根据点电荷的电场强度叠加原理可知电场强度的大小也相同，故A 正确；B项，若两电荷是异种电荷，在两电荷的连线上，O点电场线最疏，电场强度与MN上各点相比是最小的，在HG线上，O点的电场线最密，与HG上各点相比电场强度是最大的，故B正确；C项，若两电荷是同种电荷，根据电场线分布的对称性可知，OM中点与ON中点处的电场强度大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故C错误；D项，若两电荷是同种电荷，O点的电场强度大小是0，与电场中其他各点相比都是最小的，故D错误．故选AB．【答案】A,D【考点】电场线电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向．因题中的电场线是直线，所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右，因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状况，所以无法确定E A和E B的大小关系．AD正确．故选AD．三、解答题【答案】B点的电场强度为2.5N/C，沿x轴负方向．【考点】电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：由题图可知，B点的电场强度E B=Fq =14×0.1N/C=2.5N/C，因B带负电，受力向右，所以E B的方向指向x轴的负方向，同理A点的电场强度E A= 40N/C，方向指向x轴的正方向．（1）小球所在处的场强为50N/C．（2）T2的张力为2.5×10−2N．【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）小球的重力G=mg=2.0×10−2N，与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，小球也带正电，由题意：绳子拉力T1=1.5×10−2N<G，故电场力F方向向上，且有F+T1=G，得F=G−T1=5×10−3N，小球处的场强E=Fq1=5×10−31.0×10−4N/C=50N/C，场强的方向竖直向上．（2）当q2=−1.0×10−4C，电场力F′=F=5×10−3N，方向向下，此时绳的张力为T2=G+F′=2.5×10−2N．【答案】几何中心O处的场强为6kqL2，方向为O→C．【考点】电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解：O点是三角形的中心，到三个点电荷的距离为r=23×L sin60∘=√33L，三个电荷在O处产生的场强大小均为E0=k qr2=3k qL2，根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为E1=E0=3k qL2，方向由O→C，再与−q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为E=E1+E0=6k qL2，方向由O→C．【答案】（1）电荷量为q=mg tanθE．（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需要的时间为√2Lg tanθ．【考点】带电粒子在重力场和电场中的运动带电物体在电场中的平衡问题【解析】（1）先分析小球的受力情况，重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，根据平衡条件判断电性，求解电荷量；（2）如将细线剪断，绳子的拉力撤去，其余二力的合力一定沿绳子的反方向，大小等于原先绳子的力，所以小球将做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间．【解答】解：（1）小球所带电荷为正，所以小球受到水平向右的电场力、竖直向下的重力和丝线拉力三力平衡：Eq=mg tanθ，得：q=mg tanθE．（2）小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a x=qEm=g tanθ，由运动学公式得：12a x t2=L，则t=√2Lg tanθ．【答案】（1）小球滑到低端时的速度大小为6m/s；（2）此时杆与竖直方向的夹角为37◦，最大速度v m大小为5√2m/s．【考点】动能定理的应用带电粒子在重力场和电场中的运动【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）小球受力如图所示，电场力为：F=qE=3×10−5×106N=30N，弹力为：N=mg sinθ−F cosθ=(40×0.8−30×0.6)N=14N，摩擦力大小为：f=μN=67×14N=12N，小球从最高点运动到最低点过程中，由动能定理得：(F sinθ+mg cosθ−f)L=12mv12−0，代入数据可解得：v1=6m/s．（2）为使小球到达B点时的速度最大，当重力与电场力做的功最多而克服摩擦力做的功最小时小球的速度最大，则杆应沿重力与电场力的合力方向，设此时杆与竖直方向的夹角为α，有：tanα=qEmg =304×10=34，则杆与竖直方向夹角：α=37∘，此时摩擦力为0，mv m2−0，由动能定理得：(F sinα+mg cosα)L=12代入数据解得：v m=5√2m/s．。
人教版高中物理选修3-1作业：电场强度(含答案)
电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．在电场中的某点A放一试探电荷＋q，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E A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )A．在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B．在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左C．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2E A D．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的电场力变为2F解析：E＝Fq是电场强度的定义式，某点场强大小和方向与场源电荷有关，而与放入的试探电荷没有任何关系，故A、C错，B正确；又A点场强E A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，当放入电荷量为2q的试探电荷时，试探电荷所受电场力应为2F，故D正确．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，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，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)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)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P 点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，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 )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充． 解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。
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
人教版高二物理选修3-1课时练习电场强度
电场强度1、如图所示,图甲中A、B是一条电场线,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大小的关系图像,由此可判定( )A.电场方向一定由A指向BB.若场源为正电荷,位置在A侧C.若场源为负电荷,位置在B侧D.若场源为正电荷,位置在B侧2、有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向的匀强电场中,如图所示。
当两小球都处于平衡时的可能位置是如下图所示的( )A. B.C. D.3、如图所示为点电荷a、b所形成的电场的电场线分布图,卞列说法正确的是( )A.a —定带正电荷,b —定带负电荷B.a 一定带负电荷,b —定带正电荷C.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变小后变大D.从c 点沿两点电荷连线到d 点,电场强度先变大后变小4、如图,真空中a b c d 、、、四点共线且等距.先在a 点固定一点电荷Q +,测得b 点场强大小为E .若再将另一等量异种点电荷Q -放在d 点,则( )A.b 点的场强比c 点的大B.c 点的场强大小为54E C.b 点的场强方向向左 D.c 点的场强方向向左5、A 、B 是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其v t -图象如图所示。
则电场的电场线分布可能是( )A. B.C. D.6、如图各电场中, A 、B 两点电场强度相同的是( )A. B.C.D.7、质量分别为m 1、m 2的A 、B 两小球分别带电荷量为q 1和q 2的同种电荷,它们用等长的细线吊在同一点O ,使A 球靠在竖直光滑墙上,A 球的细线l 1沿竖直方向,由于静电斥力的作用,B 球的细线l 2与竖直方向成θ角,A 、B 均处于静止状态,如图所示。
由于某种原因,B 球的带电荷量q 2逐渐减少,于是两细线之间的夹角θ也逐渐减小。
在θ逐渐减小的过程中,关于l 1、l 2中的张力T 1、T 2的变化是( )A.T 1、T 2均不变B.T 1不变,T 2变小C.T 1、T 2均变小D.T 1变小,T 2不变8、真空中,在离点电荷(带电荷量为Q )为r 的A 点,先后放有带电荷量为1q 和2q 的点电荷,点电荷12q q 、所受的电场力分别为1F 和2F ,则A 点的电场强度大小为( ) A.11F q B.22F q C.2kQ rD.12kq r9、已知电荷分布均匀的球壳对壳内点电荷的作用力为零,对壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对壳外点电荷的作用力。
人教版高二物理选修3-1各章节单元测试卷 1.2电场强度、电场线、电场力(带答案)
1.2 电场强度 电场线 电场力一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是： （ ）A ．由E ＝F q可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比 B ．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零【答案】C2．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电场力的函数图象如图所示，则此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是 ： （ ）A ．E A ＞EB ＞EC B ．E B ＞E A ＞E C C ．E C ＞E A ＞E BD ．E A ＞E C ＞E B【答案】C3．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度飞出a 、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则： （ ）A ．a 、b 的电性相同B ．a 的速度将减小，b 的速度将增加C ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增加D ．两个粒子的电势能一个增加一个减小【答案】C4．如图，电荷量为q 1和q 2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 ．q 1=2q 2B ．q 1=-2q 2 [来源:Z xx k.C ．q 1=4q 2D ．q 1=-4q 2【答案】C5．如图所示，真空中Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷Q ，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为0.2 m 和0.7 m ．在A 点放一个带正电的试探电荷，在B 点放一个带负电的试探电荷，A 、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x 轴正方向相同，电场力的大小F 跟试探电荷电荷量q 的关系分别如图中直线a 、b 所示．下列说法正确的是： （ ）A ．B 点的电场强度的大小为0.25 N/CB ．A 点的电场强度的方向沿x 轴负方向C ．点电荷Q 是正电荷D ．点电荷Q 的位置坐标为0.3 m【答案】D6．真空中有A 、B 两点,在A 、B 两处分别放有点电荷+Q 和-q (Q >q ),设+Q 、-q 所受的电场力分别为F Q 、F q ,设A 、B 两点处场强大小分别为E a 、E b ,则： （ ）A.E a =E b F Q =F qB.E a <E b F Q =F qC.E a >E b F Q <F qD.E a <E b F Q >F q【答案】B7．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 ： （ ）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q 2D ．同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反【答案】D8．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。
人教版高中物理选修3-1练习：第一章3电场强度 word版含答案
第一章 静电场3电场强度A 级 抓基础1．在电场中的某点A 放一个检验电荷，其电荷量为q ，受到的电场力为F ，则A 点的电场强度为E ＝Fq，下列说法正确的是( )A ．若移去检验电荷，则A 点的电场强度为0B ．若检验电荷的电荷量变为4q ，则A 点的电场强度变为4EC ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小方向均不变D ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小不变，但方向相反答案：C2．(多选)下列关于电场强度E 的说法正确的是( ) A ．公式E ＝Fq只适用于点电荷产生的电场B ．公式E ＝Fq ，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电荷量C ．公式E ＝Fq ，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量D ．在库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2中，k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度的大小，而k q 1r 2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度的大小答案：BD3.在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图可知()A．a、b、c、d四点不可能在同一电场线上B．四点电场强度关系是E c>E a>E b>E dC．四点电场强度方向可能不相同D．以上答案都不对答案：B4．如图所示，棒AB上均匀分布着负电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的电场强度方向为()A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左D．平行于AB向右解析：根据点电荷的电场强度的定义式E＝kQr2，再将棒的电荷看成若干个点电荷，由对称性与矢量的叠加，可得出，P点的电场强度的方向垂直于AB向下，故B正确，A、C、D错误．答案：B5．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8 C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°角(如图所示)．求这个匀强电场的电场强度(g取10 N/kg)．解析：小球在三个共点力的作用下处于平衡状态，受力分析如右图所示．小球在重力mg、电场力F及绳的拉力T作用下处于平衡状态，则有F＝mg tan 30°，而F＝qE，所以，电场强度E＝mg tan 30°q＝1.0×10－2×10×3 32×10－8N/C＝2.89×106 N/C.B级提能力6．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的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是()解析：从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动的，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.7．(多选)一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则( )A ．粒子带正电B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度小于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：由于带电粒子运动的方向与电场线不平行，故初速度不为零，粒子受电场力方向与电场强度方向相反；故粒子带负电，A 错，D 正确，因A 点的电场线比B 点密，故加速度逐渐减小，B 正确．带电粒子从A 运动到B 的过程中，电场力对它做负功，动能减小，速度减小，C 错误．答案：BD8.如图所示，在电场强度为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为( )A.mg EB.3mg EC.2mg ED.mg 2E由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如图．由平衡条件可得，12mg＝qE，q＝mg2E，故D正确．答案：D9．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m，若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．解析：根据库仑定律、点电荷的电场强度公式结合平行四边形定则求解．(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k q2L2.①代入数据得F＝9.0×10－3 N．②(2)A、B点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为E1＝k qL2.③A、B两点电荷形成的电场在C点的电场强度大小为E＝2E1 cos 30°.④由③④式并代入数据得E＝7.8×103 N/C.⑤电场强度E的方向沿y轴正向．。
1.3电场强度 高中物理新课标版人教版选修3-1
根据库仑定律，q受到的库仑力的大小: F = k 2 r 又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小：
F E = q =k
Q
r2
F Q 2、 E 和 E k 2 的区别： q r
适用范围 电荷的意义 q是检验电 荷，E与q 无关 Q是场源电 荷，E与Q 成正比
F E q
Q Ek 2 r
FA
[解析] 根据库仑定律
F=k
Q1Q2
r2
可知，
+Q
A · +q B · +q FB
∵ rA < rB
∴ FA > F B
实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。
答：这个说法是错误的。电场线不是电荷 的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是 速度的方向，而电场线的切线方向是正电 荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相 反）。要使两条曲线能重合，要满足一些 特殊条件，例如：①电场线是直线；②电 荷初速度为零或初速度方向与电场线在同 一直线上；③电荷只受电场力作用。
课堂训练
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1、点电荷的电场
Q 大小： k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ [解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P 点放一试探电荷q
F
a b a b
A
B
q
人教版高二物理选修3-1第一章 1.3电场强度课后训练题(含答案解析)
电场强度一、单选题1.场源电荷＋Q对电荷A、电荷B的电场力FA、FB如图所示，下列说法正确的是( )A．FA是电荷A产生的电场施加的B．FA是电荷B产生的电场施加的C．FB是电荷B产生的电场施加的D．FB是电荷＋Q产生的电场施加的2.已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（）A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关3.如图所示，电场中有a、b、c三点，一个电荷量为q=+2×10-8C的检验电荷在b点受到的静电力是F=6×10-6N，方向由b指向c，关于b点的电场强度，下列说法正确的是（）A．b点的场强大小是300N/C、方向由b指向aB．b点的场强大小是300N/ C、方向由b指向cC．若在b点改放一个= -1×10-8C的电荷，则该点的场强变为 600 N/C，方向由b指向a D．若在b点改放一个= -1×10-8C的电荷，则该点的场强变为 600 N/ C，方向仍由b指向c 4.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5.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点的场强大小为( )A．正电、B．负电、C．正电、3ED．负电、3E6.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点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．关于A、B两点场强大小、Eb的关系，以下结论正确的是( )EaA．Ea＝EbB．Ea＝EbC．Ea＝EbD．Ea＝3Eb7.如图所示为正电荷Q产生的电场，A、B是电场中的两点，将电荷量为q＝5×10－8C的正点电荷(试探电荷)置于A点，所受电场力为2×10－3N，则下列判断正确的是( )A．将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度为零B．将电荷量为q的负点电荷放于A点，A点场强大小为4×104N/C，方向由A指向正电荷QC．将电荷量为2q的正点电荷放于A点，A点场强大小为8×104N/C，方向由A指向BD．B点处的电场强度小于4×104N/C8.如图，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连线之间某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则( )A．q 1＝4q2B．q1＝2q2C．q1＝－2q2D．q1＝－4q29.在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时，测得A处的电场强度大小为E，方向与BC边平行沿B指向C.如图所示，拿走C处的电荷后，A处电场强度的情况将是( )A．大小仍为E，方向由A指向BB．大小变为，方向不变C．大小仍为E，方向沿BA向外D．无法确定10.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝4R.已知M点的场强大小为E，静电力常量为k，则N点的场强大小为( )A．－E B．－EC． D．＋E11.如图所示，M、N为真空中两根完全相同的均匀带正电绝缘棒，所带电荷量相同，且平行正对放置，两棒中点分别为O1、O2，a、b、c、d、e为O1O2连线上的六等分点，a点处有一带正电的固定点电荷．已知c处和d处的场强大小均为E0，方向相反，则b处的场强大小为( )A．E0 B．C． D．12.如图所示的电场中两点A和B（实线为电场线，虚线为等势面）．关于A、B两点的场强E和电势φ，正确的是（）A．EA=EB，φA=φBB．EA＞EB，φA＞φBC．EA＜EB，φA＜φBD．EA＞EB，φA＜φB13.某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M 点和N点.以下说法正确的是（）A．M、N点的场强EM＞ENB．粒子在M、N点的加速度aM＞aNC．粒子在M、N点的速度vM＞vND．粒子带正电14.如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则（）A．aa＞ab＞ac，va＞vc＞vbB．aa＞ab＞ac，vb＞vc＞vaC．ab＞ac＞aa，vb＞vc＞vaD．ab＞ac＞aa，va＞vc＞vb15.如图所示，负电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )A． B． C． D．16.如图所示，在真空中等量异种点电荷形成的电场中：O是电荷连线的中点，C、D是连线中垂线上关于O对称的两点，A、B是连线延长线上的两点，且到正、负电荷的距离均等于两电荷间距的一半．则以下结论正确的是( )A．B、C两点场强方向相同B．A、B两点场强相同C．C、O、D三点比较，O点场强最弱D．A、O、B三点比较，O点场强最弱二、多选题17.(多选)如图甲所示，直线AB是某点电荷电场中的一条电场线．图乙是放在电场线上a、b两点的电荷所受电场力大小与电荷量间的函数图象．由此可以判定( )A．场源可能是正电荷，位置在点A左侧B．场源可能是正电荷，位置在点B右侧C．场源可能是负电荷，位置在点A左侧D．场源可能是负电筒，位置在点B右侧18.(多选)下列说法正确的是( )A．靠近正点电荷，电场线越密，电场强度越大；靠近负点电荷，电场线越密，电场强度越小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．在电场中没画电场线的地方场强为零D．电场线虽然是假想的一簇曲线或直线，但可以用实验方法模拟出来19.(多选)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受静电力作用，根据此图可以作出的判断是( )A．带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在A、B两点的受力方向C．带电粒子在A、B两点的加速度何处大D．带电粒子在A、B两点的加速度方向20.(多选)A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如图所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是( )A．这两点电荷一定是同种电荷B．这两点电荷一定是异种电荷C．D、C两点电场强度相等D．C点的电场强度比D点的电场强度大21.如图所示，A、B两点固定两个等量正点电荷，在A、B连线的中点C处放一点电荷(不计重力).若给该点电荷一个初速度，方向与AB连线垂直，则该点电荷可能的运动情况为( )A．往复直线运动B．匀变速直线运动C．加速度不断减小，速度不断增大的直线运动D．加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动三、填空题22.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q=﹣1×10﹣10C，q受到的电场力为1×10﹣8N，方向向左，则A点的场强的大小为和方向；如果从A点取走q，A点场强大小为．四、解答题23.在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d 点恰好平衡时(如图所示)．(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？答案解析1.【答案】D【解析】场源电荷＋Q在它的周围产生电场，电荷A受到的电场力FA并不是自身产生的，而是电荷＋Q产生的电场施加的，故A、B错误；同理，电荷B受到的电场力FB也不是自身产生的，而是电荷＋Q产生的电场施加的，故C错误，D正确．2.【答案】D【解析】电场强度E=是通过比值定义法得出的，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故在A点换上﹣q或2q或把q移去，A点的场强都不变，故ABC错误，D正确．故选：D．3.【答案】B【解析】b点的电场强度，电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，可知b点的场强方向由b指向c，故A错误，B正确；某点的电场强度与放入该点的电荷电量和电性无关，故CD错误.4.【答案】A【解析】正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大，所以A正确．5.【答案】D【解析】将场强E、Eb延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电．根据几何知识解得，a点到Q点的距离ra＝2d cos 30°＝d，b点到Q点的距离rb＝d，A、B两点到点电荷Q的距离之比ra∶rb＝∶1.由公式E＝k，得：A、B两点场强大小的比值E∶Eb＝1∶3，即Eb＝3E，故A、B、C错误，D正确．6.【答案】D【解析】由题图可知，rb＝ra，再由E＝可知，＝＝3，故D正确．7.【答案】D【解析】电场中的场强与放入电场中的电荷无关，将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度不变．故A错误．A点的场强E＝＝N/C＝4.0×104N/C，方向指向B.故B错误．将电荷量为2q的正点电荷放于A点，A点的场强不变，大小为4×104N/C，方向指向B.故C错误．B点处的电场线比A点处疏，所以B点的场强比A点小，即小于4×104N/C.故D正确．8.【答案】A【解析】因为R处的电场强度为零，则q1和q2带同种电荷，由点电荷场强公式可得：k＝k，因为PR＝2RQ，则q1＝4q2，选项A正确．9.【答案】C【解析】10.【答案】A【解析】若将带电荷量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，则在M、N点所产生的电场为：E＝＝，由题知当半球面在M点产生的场强为E，则N点的场强为E′＝－E，故选A.11.【答案】D【解析】设O1、O2，a、b、c、d、e相邻两点间的距离为r，带正电的点电荷电荷量为Q.两绝缘棒在d处产生的合场强大小为E.根据对称性和电场的叠加原理可知：c处有：E0＝k，d处有：E0＝E－k，则得：E＝，方向向左；根据对称性可知：两绝缘棒在b处产生的合场强大小为E＝，方向向右故b处的场强大小：Eb＝E＋k＝＋4E0＝故选D.12.【答案】B【解析】电场线密处场强大，故A点的场强大于B点的场强．沿着电场线电势要逐渐降低，故A 点的电势高于B点的电势．故B正确，ACD错误．13.【答案】D【解析】电场线的疏密程度表电场强度的大小，可知EM＜EN，故A错误；电场力，根据牛顿第二定律，加速度，EM＜EN，则aM＜aN，故B错误；根据曲线运动的规律，作出粒子的速度方向和所受电场力的方向，电场力与速度方向之间的夹角为锐角，说明电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，vM＜vN，故C 错误；粒子所受电场力的方向与电场线的切线方向相同，说明粒子带正电，故D正确.14.【答案】D【解析】带电粒子Q在点电荷P的电场中运动，只受库仑力，根据库仑定律可知，>>,由牛顿第二定律F=ma可知：ab>ac>aa；根据曲线运动的规律可知，由a到b电场力做负功，动能减小，速度减小，va>vb；由b到c电场力做正功，动能增大，速度增大，vc>vb；ab之间的电势差大于bc之间的电势差，ab之间电场力做功的绝对值大于bc之间电场力做功的绝对值，所以ab之间动能的减少量大于bc之间动能的增加量，可知va>vc；综上可知va>vc>vb，故A、B、C错误，D正确.15.【答案】C【解析】负电荷q在电场中由P向Q做加速运动，故电场线方向由Q到P；由于加速度越来越大，则电场力越来越大，场强逐渐增强，电场线越来越密，故选项C正确．16.【答案】B【解析】根据电场线分布，B、C两点的场强方向相反，故A错误；根据对称性看出，A、B两处电场线疏密程度相同，则A、B两点场强大小相同，又场强方向相同，故B正确；根据电场线的分布情况可知：C、O、D三点中，O处电场线最密，则O点的场强最强．故C错误；设A到＋q的距离为r，则A、B点的场强大小为EA＝EB＝k－k＝；O点的场强大小为EO＝2k，所以A、O、B三点比较，O点场强最强．故D错误．17.【答案】AC【解析】由电场强度的定义式E＝得知：F－q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率大于b的斜率，说明a处场强大于b处的场强，电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较近，即场源位置在A侧，由于电场线的方向不能确定，故场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷．故A、C 正确，B、D错误．18.【答案】BD【解析】场强的大小可直观地用电场线的疏密来表示，与电荷的正负无关，所以选项A错误，B正确；电场线是人为画的，故选项C错误，选项D正确．19.【答案】BCD【解析】由题图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在A、B两点受到的电场力沿电场线向左．由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性．故A错误，B正确．由于粒子在A、B两点受到的电场力沿电场线向左，根据疏密程度可以判断场强大小和电场力的大小以及加速度的大小，C、D正确．故选B、C、D.20.【答案】BD【解析】由于电场线关于中垂线对称，两点电荷一定是等量异种电荷，A错，B对．中垂线上，C 点场强最大，离C点越远，场强越小，C错，D对．21.【答案】AD【解析】若该点电荷为正电荷，给它初速度，将沿两电荷的中轴线运动，向上运动的过程中，受到电场力的合力先增大后减小，合力方向沿中轴线向上，所以该电荷向上做加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动.若该电荷为负电荷，受到电场力的合力沿轴线向下，向上做减速运动，当速度为0后，又返回做加速运动，在两点电荷连线以下做减速运动，减到速度为零，又返回做加速运动，所以电荷做往复直线运动.故A、D正确，B、C错误.22.【答案】100 N/C 向右 100 N/C【解析】由题意知，q=﹣1×10﹣10C，F=1×10﹣8N，由场强的定义式知A点的场强的大小为：E==N/C=100 N/C，场强方向与负电荷所受电场力方向相反，所以A点的场强方向向右；电场强度反映电场性质的物理量，与试探电荷无关，把这个检验电荷取走，A点的电场强度不变仍为100 N/C.23.【答案】(1)k，方向沿db方向(2)k，方向与ac方向成45°角斜向下(3)2k，方向沿db方向【解析】(1)由题意可知：F1＝k，F2＝qE由于F1＝F2，所以qE＝k，E＝k匀强电场方向沿db方向．(2)试探电荷放在c点：＝＝E＝kEc所以Fc＝qEc＝k方向与ac方向成45°角斜向下(如图所示)．(3)试探电荷放在b点：＝E2＋E＝2E＝2kEb所以Fb＝qEb＝2k，方向沿db方向．。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动 课后训练题(含答案解析)
1.9 带电粒子在电场中的运动一、单选题1.如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子.在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为()A． 3∶2B． 2∶1C． 5∶2D． 3∶12.如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则()A．在时间内，电场力对粒子做的功为UqB．在时间内，电场力对粒子做的功为UqC．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶23.如图甲所示，在距离足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则()A．电子在A、B两板间做往复运动B．在足够长的时间内，电子一定会碰上A板C．当t＝时，电子将回到出发点D．当t＝时，电子的位移最大4.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小二、多选题5.(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6.(多选)带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是()A．两电荷的电荷量可能相等B．两电荷在电场中运动的时间相等C．两电荷在电场中运动的加速度相等D．两电荷离开电场时的动能相等7.(多选)如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料．ABCD面带正电，EFGH面带负电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B．三个液滴的运动时间一定相同C．三个液滴落到底板时的速率相同D．液滴C所带电荷量最多8.(多选)如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则()A．B点的电势为0 VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹29.(多选)如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使()A．粒子的电荷量变为原来的B．两板间电压减为原来的C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍10.(多选)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为E k0，已知t＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则()A．所有粒子都不会打到两极板上B．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2E k0D．只有t＝n(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场三、计算题11.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示.AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m＝1.0×10－7kg，电荷量q＝1.0×10－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由.(2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？12.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离.13.如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0＝4×106m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg.求：(1)电子在C点时的动能是多少焦？(2)O、C两点间的电势差大小是多少伏？14.如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能．答案解析1.【答案】A【解析】因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面，电荷量为q的粒子通过的位移为l，电荷量为－q的粒子通过的位移为l，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a1＝，a2＝，由运动学公式有l＝a1t2＝t2①l＝a2t2＝t2②得＝.B、C、D错，A对.2.【答案】C【解析】由类平抛规律，在时间t内有：L＝v0t，＝at2，在内有：y＝a()2，比较可得y＝，则电场力做的功为W＝qEy＝＝，所以A、B错误．粒子下落的前和后过程中电场力做的功分别为：W1＝qE×，W2＝qE×，所以W1：W2＝1∶1，所以C正确，D错误．3.【答案】B【解析】粒子先向A板做半个周期的匀加速运动，接着做半个周期的匀减速运动，经历一个周期后速度为零，以后重复以上过程，运动方向不变，选B.4.【答案】B【解析】设电子被加速后获得初速度v0，则由动能定理得：qU1＝mv①若极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t＝②设电子在平行板间受电场力作用产生的加速度为a，由牛顿第二定律得：a＝＝③电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：v y＝at④由①②③④可得：v y＝又有：tanθ＝＝＝＝故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项A、C、D错误．5.【答案】BD【解析】由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功W＝qU与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B、D正确．6.【答案】AB【解析】两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设板长为L，粒子的初速度为v0，则粒子运动时间为t＝，L、v0相同，则时间相同．故B正确．竖直方向的位移为y＝at2，a＝，则y＝t2，E、t相同，y不同，因m的大小关系不清楚，q有可能相等．故A正确．由于位移为y＝at2，t相同，y不同，a不等，故C错误．根据动能定理，E k－mv＝qEy则E k＝mv＋qEy，故D错误．7.【答案】BD【解析】三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误．由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确．三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误．由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确．8.【答案】ABC【解析】由动能定理可知WE＝ΔE k＝－0.1 J；可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确；A、B两点的电势差UAB＝＝－10 V，则UA－UB＝－10 V．解得UB＝0 V；故A正确；若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确；若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误．9.【答案】AD【解析】粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L所用时间与垂直板方向上发生位移所用时间t相等，设板间电压为U，则有：＝··()2，得时间t＝＝.当入射速度变为，它沿平行板的方向发生位移L所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A、D正确．10.【答案】ABC【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t＝0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，故运动时间为周期的整数倍；所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t＝0时刻射入的粒子在竖直方向始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A、B正确，D错误；t＝0时刻射入的粒子竖直方向的分位移为；有：＝·由于L＝d故：v y m＝v0故E k′＝m(v＋v)＝2E k0，故C正确．11.【答案】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)v A＝2m/s.【解析】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)在垂直于AB方向上，有qE sinθ－mg cosθ＝0所以电场强度E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)微粒由A运动到B时的速度v B＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，－(mgL sinθ＋qEL cosθ)＝0－mv，代入数据，解得v A＝2m/s.12.【答案】(1)(2)(3)L【解析】(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，在水平方向上：L＝v0t，在竖直方向上：v y＝at，v y＝v0tan 30°＝，由牛顿第二定律得：qE＝ma解得：E＝.(3)粒子做类平抛运动，在竖直方向上：d＝at2，解得：d＝L.13.【答案】(1)9.7×10－18J(2)15.2 V【解析】(1)依据几何三角形解得：电子在C点时的速度为：v＝①而E k＝mv2②联立①②得：E k＝m()2≈9.7×10－18J.(2)对电子从O到C，由动能定理，有eU＝mv2－mv③联立①③得：U＝≈15.2 V.14.【答案】(1)d(2)e(U0＋)【解析】(1)设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得eU0＝mv①设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t＝②电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③电子在电场中的侧位移y＝d＝at2④联立①②③④得：L＝d.(2)设电子穿出电场时的动能为E k，根据动能定理得E k＝eU0＋e＝e(U0＋)．。
人教版高中物理选修3-1第一章第三节电场强度同步习题(附详解答案).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第一章第三节电场强度同步习题（附详解答案）1.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/Q B．F/qC．k qr2D．kQr2答案：BD2．关于电场线的说法，正确的是( ) A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不可能是闭合的答案：CD3．在如图所示的4种电场中，A、B两点电场强度相同的是( )答案：C解析：电场强度是矢量，即有大小又有方向．4．把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是( ) A．点电荷的轨迹一定和电场线重合B．点电荷的速度方向总是与它所在处的电场线方向一致C ．点电荷的加速度方向总是与所在处的电场线的切线方向重合D ．点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动 答案：C 解析：本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件．仅当电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一直线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A 错．点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B 错．由牛顿第二定律知，加速度方向与合外力方向一致，而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合，C 对．点电荷受电场力作用，由于电场不一定是匀强电场，其合力不一定为恒力，故不一定做抛物线运动，D 错．5．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，不画电场线的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 ．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 答案：CD解析：电场是客观存在的，但电场线是假想的，用以形象描述电场，电场线的疏密表示了电场强度的相对大小．6．(2009·福建仙游现代中学高二检测)在电场中P 点放一个电荷量为4×10－9C 的点电荷，它受到的电场力为2×10－4N ，则P 点的场强为________N/C.把放在P 点的点电荷的电荷量减为2×10－9C ，则P 点的场强为________N/C.把该点的点电荷移走，P 点的场强又为______N/C.答案：5.0×104；5.0×104；5.0×104解析：E ＝F q ＝2×10－4N 4×10－9C＝5.0×104N/C7．如图所示，用绝缘细线拴一个质量为m 的小球，小球在竖直向下的场强为E 的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带________电荷，所带电荷量为________．答案：负mg E解析：小球受三个力：重力、拉力、电场力，因小球做匀速圆周运动，其合外力总指向圆心，所以应满足Eq ＝mg ，即重力与电场力相互抵消，相当于只受绳子的拉力作用．8．质量为m ，带电荷量为－q 的尘埃，在地面附近处于悬浮状态，不计空气浮力，求该处的电场强度E 的大小和方向．答案：mg /q 方向竖直向下解析：尘埃受到两个力．重力mg ，竖直向下；电场力F ＝qE ，因为处于悬浮状态，也就是平衡状态，那么，电场力必定竖直向上，且F ＝mg .故该处的电场强度的大小为E ＝F q ＝mg q又因为尘埃带负电，电场力的方向跟电场强度的方向相反，所以，电场强度的方向应竖直向下．9．一粒子质量为m ，带电量为＋Q ，以初速度v 与水平方向成45°角射向空间一匀强电场区域，粒子恰做直线运动，求这个匀强电场的最小场强的大小，并说明方向．答案：2mg2q垂直v 斜向上方解析：粒子进入电场区域后只受重力和电场力两个力作用而做直线运动，知其合力必与v 在一直线上．由图及力的分解知识可知，最小的电场力qE ＝mg sin45°，所以E 最小＝mg q sin45°＝2mg 2q方向垂直v 斜向上方.1.如图所示是电场中某点的电场强度E 与放在该点处的检验电荷q 及所受电场力F 之间的函数关系图象，其中正确的是( )答案：AD解析：电场强度E 应由场源电荷和该点的空间位置决定，与试探电荷q 无关，故选项A 正确；当电场强度确定时，电场力F ＝qE ∝q ，故选项D 亦正确．2．(2009·宣城市高二检测)如图所示，质量为m ，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为( )A ．继续匀速下滑B ．将加速下滑C ．减速下滑D ．上述三种情况都有可能发生 答案：A3．(2009·福建仙游现代中学高二检测)如图所示，A 、B 为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C ，现给电荷C 一个垂直于连线的初速度v 0，若不计电荷C 所受的重力，则关于电荷C 运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是( )A ．加速度始终增大B ．加速度先增大后减小C ．速度始终增大，最后趋于无穷大D ．速度始终增大，最后趋于某有限值 答案：BD解析：由电场的叠加，AB 中垂线上由C 向上场强为先增后减，故电荷C 所受电场力向上先增后减，所以C 的加速度先增后减，但速度始终增大，可知BD 正确．4．如下图(a )中AB 是一个点电荷电场中的电场线，图(b )则是放在电场线上a 、b 处的检验电荷的电量与所受电场力间的函数图线，由此可以判定( )A ．场源是正电荷，位于A 点B ．场源是正电荷，位于B 点C ．场源是负电荷，位于A 点D ．场源是负电荷，位于B 点 答案：AC解析：比值F /q 表示电场强度，根据F －q 图线，可知E a >E b .由点电荷电场强度表达式E ＝K Q r2可知，r a <r b .即无论是正电荷场源还是负电荷场源，均应在A 点．故正确选项为AC. 5．(2009·连云港高二检测)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—时间图象如图所示．则这一电场可能是( )答案：A6．如图所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点，∠B ＝30°，现在A 、B 两点放置两点电荷q A 、q B ，测得C 点场强的方向与AB 平行(见下图)，则q A 带________电，q A q B ________.答案：负电；18解析：放在A 点和B 点的点电荷在C 处产生的场强方向在AC 和BC 的连线上，因C 点场强方向与BA 方向平行，故放在A 点的点电荷和放在B 点的点电荷产生的场强方向只能如图所示，由C →A 和由B →C ，故q A 带负电，q B 带正电，且E B ＝2E A ，即k q B BC —2＝2k q AAC —2，又由几何关系知BC —＝2AC —，所以q A q B ＝18.7．如图所示，已知A 、B 两带电小球相距3cm ，Q A ＝1.0×10－10C 均用细绝缘线悬挂，在水平方向匀强电场中保持静止，悬线呈竖直方向，则匀强电场的电场强度大小为________，方向________．答案：103N/C ；向左．解析：小球A 带正电，小球B 带电未知，两小球均处于平衡状态，每个小球在水平方向所受合外力为零．如果两球均带正电，两球之间的库仑力方向相反，而所受电场的作用力方向相同，有一个小球不能停在图中所示的位置．由此可知小球B 一定带负电．B 球所受匀强电场的作用力方向一定向右，而电场强度的方向一定向左．则：kQ A Q Br 2＝Q B E E ＝k Q A r 2＝9×109×10－10(0.03)2N/C ＝103N/C 即：电场强度大小为103N/C ，方向向左．8．如图所示，在竖直向上的匀强电场中有三个小球A 、B 、C ，用不伸长的绝缘丝线相连挂于O 点，质量分别为5m 、3m 和2m ，其中只有B 球带电－Q ，电场强度为E .现将AO 线烧断，在烧断瞬间，A 球的加速度为________，A 、B 间线的张力为________，B 、C 间线的张力为________．答案：a A ＝QE 8m ＋g ，T AB ＝58QE ，T BC ＝0解析：AO 线断瞬间，若不考虑A 、B 、C 间绳的弹力，则B 球向下加速度大于A 与C 球，故AB 间连线有弹力，而BC 间连线无弹力．以AB 整体为对象，有QE ＋8mg ＝8ma A ，得a A ＝QE8m＋g ，以A 为对象，得T AB ＝5ma A －5mg ＝58QE .9．电荷量为q ＝1×10－4C 的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图所示．若重力加速度g 取10m/s 2，求：(1)物块的质量m ；(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ. 答案：(1)1kg (2)0.2解析：(1)由图可知，前2s 物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE 1－μmg ＝ma ， 2s 后物体做匀速直线运动，由力的平衡条件有qE 2＝μmg . 联立解得q (E 1－E 2)＝ma .由图可得E 1＝3×104N/C ，E 2＝2×104N/C ，a ＝1m/s 2， 代入数据可得m ＝1kg.(2)μ＝qE 2/mg ＝2×104N/C ×1×10－4C1kg ×10N/kg＝0.2.。
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。
物理：1.3《电场强度》课件(新人教版选修3-1)
一.电场
1.电场是一种特殊物质 2.电场的基本性质：对放入其中的电荷具有力的作用 （电荷和电荷间的作用力是通过电场来实现的） 3.电荷周围存在电场
电荷q1
电场
电荷q2
1-75
1
第三节 电场强度 二.电场的描述
通过电场的基本性质来描述电场。
1.试探电荷q（试验电荷、检验电荷） ①试探电荷的电量应足够小；(不至于影响原电场分布) ②试探电荷的线度应足够小；(可以研究电场中各点情况) 2.场源电荷Q
示。求： (1)q受的电场力。 (2)q所在的B点的场强EB。 (3)只将q换为=4×10-5C的正点电荷，再求受力及 B点的场强。
(4)将受力电荷拿去后再求B点场强。
Q A r q B
1-75 4
第三节 电场强度 【例题2】关于电场，下列叙述正确的是： A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
3.电场强度
①在电场中同一点，F/q为一恒量，与试探电荷无关。 ②在电场中不同点，F/q为一变量，与试探电荷无关。
1-75
2
第三节 电场强度
电场强度E:
1.定义:电场中电荷所受的电场力与带电量的比值叫做电场强度 2.定义式: E
F q
q表示检验电荷的电量
3.单位:N/C ; V/m (伏/米) 4.物理意义:描述电场自身电场力的性质 5.矢量性:矢量
A
B
【答案】正； E
E
mg tg q
1-75 9
第三节 电场强度
【例题5】如图，质量为m、带电量为+q的带电小球，用
长为L的绝缘细线悬挂在水平方向的匀强中，将悬线拉至 水平释放小球沿着弧线摆过600到B点速度为0。 求：电场强度和B点拉力
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3电场强度
A级抓基础
1．在电场中的某点A放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则A点的电场强度为E＝，下列说法正确的是( ) A．若移去检验电荷，则A点的电场强度为0
B．若检验电荷的电荷量变为4q，则A点的电场强度变为4E
C．若放置到A点的检验电荷变为－2q，则场中A点的电场强度大小方向均不变
D．若放置到A点的检验电荷变为－2q，则场中A点的电场强度大小不变，但方向相反
答案：C
2．(多选)下列关于电场强度E的说法正确的是( )
A．公式E＝只适用于点电荷产生的电场
B．公式E＝，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量
C．公式E＝，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量
D．在库仑定律的表达式F＝k中，k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度的大小，而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度的大小
答案：BD
3.在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图可知( )
A．a、b、c、d四点不可能在同一电场线上
B．四点电场强度关系是Ec>Ea>Eb>Ed
C．四点电场强度方向可能不相同
D．以上答案都不对
答案：B
4.在一个等边三角形ABC顶点B和C处各放一个电荷量相同的点电荷时，测得A处的电场强度大小为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，方向由A指向B
B．大小仍为E，方向由B指向A
C．大小变为，方向不变
D．不能做出结论
解析：设点电荷B、C在A处产生的电场强度大小均为E′，则E′＝E，拿走C处的点电荷后，A处电场强度大小为E，方向由B指向A，选项B正确．
答案：B
5．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8 C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°角
(如图所示)．求这个匀强电场的电场强度(g取10 N/kg)．
解析：
小球在三个共点力的作用下处于平衡状态，受力分析如右图所示．小球在重力mg、电场力F及绳的拉力T作用下处于平衡状态，则有F＝mgtan 30°，而F＝qE，所以，电场强度E＝＝ N/C＝
2.89×106 N/C.
B级提能力
6．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的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是( )
解析：从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动的，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.
答案：A
7.如图所示为电场中的一根电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处电场强度的大小，则( )
A．a、b两点的电场强度方向相同
B．因为电场线由a指向b，所以Ea>Eb
C．因为电场线是直线，所以Ea＝Eb
D．Ea、Eb电场强度方向不相同
解析：电场线的疏密程度反映了电场强度的大小，由于只有一根电场线，题目中也没有明确指出这根电场线是什么电场中的电场线，故无法判断a、b两点的电场强度大小；电场线的切线方向表示电场强度的方向，故a、b两点的电场强度方向相同．
答案：A
8.如图所示，在电场强度为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为( )
A. B.3mg E
C. D.mg 2E
解析：
由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如图．由平衡条件可得，mg＝qE，q＝，故D正确．答案：D
9．一带负电荷的质点，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)( )
A B C D
解析：负电荷所受的电场力与电场强度方向相反，曲线运动中质点所受的合力(本题是电场力)方向指向轨迹的凹侧．所以正确选项是D.
答案：D
10．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m，若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109
N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向．
解析：根据库仑定律、点电荷的电场强度公式结合平行四边形定则求解．
(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k.①
代入数据得F＝9.0×10－3 N．②
(2)A、B点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为E1＝k.③
A、B两点电荷形成的电场在C点的电场强度大小为E＝2E1 cos 30°.④
由③④式并代入数据得E＝7.8×103 N/C.⑤
电场强度E的方向沿y轴正向．。