电场典型例题精析(附答案)
电场经典例题(1)
一、选择题1.两个大小相同、带等量异种电荷的导体小球A和B，彼此间的引力为F．另一个不带电的与A、B大小相同的导体小球C，先与A接触，再与B接触，然后移开，这时A和B之间的作用力为F'，则F与F'之比为( B )A．8:3 B．8:1 C．1:8 D．4:12.如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面过a、b两点的等势面电势分别为φa=5V，φC=3V那么a、c连线的中点B的电势φb为( C ) A.φb=4V B.φb>4V C.φb<4v D.上述情况都有可能3.如图所示，匀强电场场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线夹角为а,则A与B两点间的电势差为( B )A.EdB.EdcosаC.EdsinаD.Edtanа3、B是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点处自由释放，负电荷沿电场线从A到B 运动过程中的速度图线如图所示，则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是：（B ）A、ϕA＞ϕB，E A＞E B B、ϕA＞ϕB，E A＜E BC、ϕA＜ϕB，E A＞E BD、ϕA＜ϕB，E A＜E B4.在图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是：（）A、两极板的电压不变，极板上的电荷量变小B、两极板的电压不变，极板上的电荷量变大C、极板上的电荷量几乎不变，两板间的电压变小D、极板上的电荷量几乎不变，两板间的电压变大二、填空题1.图中A、B、C为匀强电场中的三点已知φA=12V，φB=6V，φC=-6V试在方框中做出该电场线的分布示意图2./如图匀强电场的场强E ＝1×103N ／C ，将q ＝－5×10－8C 的点电荷从A点沿半径为1.5cm 的圆形轨道移到B 点（A 、B 两点连线与场强方向平行，∠AOC ＝90°），则电场力做功W ＝_________J ．A 、B 两点的电势相比较，_____点电势高．点电荷q 在A 、B 两点所具有的电势能相比较，在____点的电势能大，A 、C 两点的电势差U AC =_______V ．答案：6. -1.5×10-6；A ；B ；15V ；三、解答题1.（10分）如图所示。
关于电场的典型例题大题
关于电场的典型例题大题大题一：有一点电荷Q1=3μC位于坐标原点处，另一点电荷Q2=-4μC位于坐标点(3,0)处。
求为空间任一点P的电场强度大小和方向。
解答：首先计算Q1对点P的电场强度的贡献：根据库仑定律，点P的坐标为(x,y)，点P的电场强度可以表示为：E1 = k * Q1 / r1^2其中，k为电场常量，Q1为点电荷1的电荷量，r1为点电荷1到点P的距离。
点P和点电荷1的直线距离r1可以用勾股定理计算：r1 = sqrt(x^2 + y^2)则点电荷1对点P的电场强度为：E1 = k * Q1 / (x^2 + y^2)接下来计算Q2对点P的电场强度的贡献：点Q2和点P的直线距离r2可以用勾股定理计算：r2 = sqrt((x-3)^2 + y^2)则点电荷2对点P的电场强度为：E2 = k * Q2 / ((x-3)^2 + y^2)由于电场是矢量量，所以Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向要进行矢量叠加：E = E1 + E2其中，E为点P的电场强度矢量，E1为点电荷1对点P的电场强度矢量，E2为点电荷2对点P的电场强度矢量。
将E1和E2代入上式，并合并同类项可得：E = k * (Q1 / (x^2 + y^2) + Q2 / ((x-3)^2 + y^2))以上即为点电荷Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向的表达式。
大题二：一无限长的均匀带电直线上，线密度λ=2μC/m。
求离直线距离为d=5cm的位置的电场强度大小和方向。
解答：我们可以通过将带电直线剖分成无限多小的电荷段来求解。
首先将无限长带电直线分成小段，每一小段的长度即为dx。
每一小段的电荷量可以用微积分的思想来表示，即dQ = λ * dx。
然后计算每一小段对离直线距离为d的位置点P的电场强度的贡献。
根据库仑定律，点P的电场强度可以表示为：dE = k * dQ / r^2其中，k为电场常量，dQ为每一小段的电荷量，r为小段电荷到点P的距离。
电场 电场强度·典型例题解析
电场电场强度·典型例题解析【例1】如图14-24所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电量为q的小球，小球受水平向右的电场力使悬线偏离竖直线θ角而静止，小球用绝缘丝线悬挂于O点．试求小球所在处的电场强度．解析：分析小球受力如图，由平衡条件得：F电=mgtanθ，所以小球所在处的电场强度E=F/q=mgtanθ/q，小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右．点拨：注意带电金属板A不能当成点电荷，电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方向．【例2】如图14-25所示，质量为m，带电量＋q的微粒在O点以初速度v0与水平方向成θ角射出，如在某一方向上加上一定大小的匀强电场后，能保证微粒沿v0方向做直线运动．试求：(1)所加匀强电场的最小值；(2)若所加电场方向水平向左，该匀强电场场强的大小．解析：(1)对微粒进行受力分析可知，要保证微粒沿v0方向做直线运动，必须如图14-26甲所示，在y轴方向上合力为零，所以要求所加最小电场方向沿y轴正向且有：qF=mgcosθ，E=mgcosθ/q．(2)当水平向左的匀强电场E′时，如图14-26乙所示，要保证微粒沿v0方向运动，须满足：cotθ=qE′/mg，E′=mgcotθ/q点拨：分析出微粒做直线运动的条件是本题的关键．【例3】一带电尘埃质量m＝3×10-9kg，带电量q＝7×10-14C，在重力作用下，竖直下落0.2m后进入一匀强电场，又竖直下落0.15m速度降为零．求该匀强电场的电场强度．(g＝10m/s2)点拨：用动能定理解决．参考答案：E＝106N/C【例4】如图14-27所示，用两根轻质细绝缘线把两个带电小球悬起来，a球带电＋q，b球带电－q，且两球间的库仑力小于b球的重力，即两根线都处于竖直绷紧状态．现突然加一水平向左的匀强电场，待平衡时，表示平衡状态的是图[ ] 点拨：分析上面线时用整体分析法，分析下面线时，隔离出b分析．参考答案：A跟踪反馈1．如图14-28所示，Q A=2×10-8C，Q B＝－2×10-8C，A、B相距3cm，以水平方向的外电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向．因此外电场的场强大小是________，方向________．A、B中点处的总电场强度大小是________，方向是________．2．一单摆摆球质量为m，带负电，电量为q，摆长为L．现将单摆置于竖直向上的匀强电场E中作简谐振动，其振动周期为________．3．如图14-29所示，A、B两金属板平行放置，板间距离为d，两板分别带等量异种电荷，两板正中央有一带电油滴，当两板水平放置时，油滴恰好平衡，若把两板同时倾斜，使其与水平面成60°角，将油滴在P点静止释放．求油滴打到板上时的速度大小．4．如图14-30所示，用三根长均为L的绝缘丝线悬挂两个质量均为m，带电量分别为q和－q的小球，若加一水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场E的大小应满足什么条件？参考答案1.2×105N/C 方向向左1．4×106N/C 方向向右22L32gd 4E．π＋．．≥＋g qEmmgqkqr332。
高考物理总复习电场练习附答案和解释
适用精选文件资料分享高考物理总复习电场练习（附答案和解说）高考物理总复习电场练习（附答案和解说）电场 (4) 1．在静电场中，一个电子只在电场力的作用下由 A点沿直线运动可以运动到 B点，在这个运动过程中，以下说法中正确的选项是（） A ．该电子速度大小必然增添 B ．电子可能沿等势面运动 C．A 点的场强必然比 B 点的场兴盛 D．电子的电势能可能增添 2 ．下边关于静电场中的说法正确的是（） A ．在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 B ．在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向 C．检验电荷在电场中某点所受电场力很大时，那么它在该点的电势能也必然很大 D．静电场中每点场强方向跟该点的电场线上的切线方向都一致 3 ．以下说法中正确的选项是（） A ．物体拥有吸引任何轻小物体的性质叫磁性 B ．磁极间的互相作用是：同性磁极互相吸引，异性磁极互相排斥 C．磁体上磁性最强的部分叫磁极 D．通电螺线管的四周有磁场，但其内部没有磁场 4 ．静电场有两个基本特性．一个是电荷放在静电场中会遇到作用；另一个是放在静电场中的电荷拥有 5 ．以下关于电、磁场的性质描述正确的选项是（）A．电场强度大的地方，电荷所受的电场力必然较大 B ．磁感觉强度大的地方，磁感线必然较密 C．磁场必然对处在此中的电荷或电流有作用力D．两个等量异种点电荷连线的中点处电势为零 6 ．科学的发现研究需要有深刻的洞察力，下边哪位科学家提出“在电荷的四周存在由它产生的电场”的看法（） A ．库仑 B ．法拉第 C．安培 D．焦耳7．关于静电场，下边结论一般成立的是（） A ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B ．仅在电场力作用下，负电荷必然从高电势向低电势挪动 C．将正点电荷从场强为零的一点挪动列席强为零的另一点，电场力做功必然为零D．对某一正电荷而言，放入点的电势越高，该电荷的电势能越大8 ．有关电场的看法正确的是（） A ．电场不是客观的存在的物质，是为研究静电力而假想的 B ．两电荷之间的互相作用力是一对均衡力 C．电场不是客观存在的物质，因为不是由分子、原子等实物粒子构成的 D．电场的基本性质是对放入此中的电荷有力的作用9 ．下边说法中正确的选项是（）A．物体拥有吸引任何轻小物体的性质叫磁性 B ．磁极间的互相作用是：同性磁极互相吸引，异性磁极互相排斥C．磁体上磁性最强的部分叫磁极 D．通电螺线管的四周有磁场，但其内部没有磁场10．物理学史填空，把对应的物理学家的名字填写在横线上．①德国天文学家用了 20 年的时间研究了第谷的行星察看记录后，宣布了他的行星运动规律，为万有引力定律的发现确定了基础．②牛顿总结出了万有引力定律，万有引力常量 G的值是用扭秤实验丈量出来的．③元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家测得的．④第一提出了“电场”的看法，以为在电荷的四周存在着由它产生的电场，处在电场中的其余电荷遇到的作用力就是这个电场恩赐的．⑤第一采纳了一个简洁的方法描述电场，那就是画“电场线”．参照答案： 1 ．答案： D 解析：电子在电场力作用下，当电场力与速度夹角小于90°时，速率则增大，动能会增大，电势能减小；当电场力与速度夹角大于90°时，速率则减小，动能会减小，电势能增大；当电场力与速度夹角等于90°时，假如匀强电场，则电子做类平抛运动，电子的速率愈来愈大，假如正点电荷的电场，则电子做匀速圆周运动，则电子的电势能可以不变；因为电子做直线运动，因此电场力的方向与速度方向必然共线；故A、B、C均错误；D正确；2．答案： D 解析： A 、依据 U=Ed可知，在匀强电场中任意两点的电势差与两点之间沿电场线方向的距离成正比．而不是任两点间的距离，故 A 错误． B ．在匀强电场中，沿场强的方向电必然定是降低的，但电场中电势降低的方向不就是场强的方向，而电势降低最快的方向才是场强的方向．故 B 错误． C．电场力只好说明电场强度大，不可以说明电势高，故不可以说明电势能大；故C错误． D．电场线上各点的切线方向即为该点电场强度的方向；故D正确；3．答案：C解析：A、物体可以吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，拥有磁性的物体叫做磁体，故 A 错误； B ．同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引，故 B 错误； C．一个磁体上有两个磁极，条形磁铁两端分其余N，S 极，磁性最强，中间磁性最弱，因此磁体上磁性最强的部分叫磁极，故C正确；D．通电螺线管的四周有磁场，内部也有磁场，故D错误． 4 ．答案：静电力；电势能解析：静电场与重力场相似，拥有两个方面的特色：一是从力的角度：电荷放在静电场中会遇到静电力作用，近似于物体放在地球周边就要遇到地球的重力作用；另一个是从能的角度：是放在静电场中的电荷拥有电势能，近似于地球周边物体在必然的高度时，会拥有重力势能 5 ．答案： BD 解析： A 、电场强度大的地方，电荷所受的电场力与电量的比值越大，而电场力不用然较大，故A错误；B ．经过磁感线的疏密来表现磁场强度的大小，磁感线越密，磁场强度越大，故 B 正确； C．若运动的电荷速度方向与磁场方向平行，则不受磁场力的作用，故 C错误； D ．因为两个等量异种点电荷连线的中垂线为等势面，向来通到无量远，两个等量异种点电荷，故连线中点的电势也为零．故 D正确 6 ．答案： A 解析：库仑提出了在电荷的四周存在着电场，法拉第提出了电磁感觉定律，安培提出了分子电流假说，焦耳提出焦耳定律． 7 ．答案： D解析： A 、电势是相对的，电势零点可人为选择，而场强由电场自己决定，二者没有直接的关系，电场强度大的地方电势不用然高，电场强度小的地方电势不用然低．故A错误； B ．正电荷只在电场力作用下，若无初速度，或初速度与电场线的夹角不大于90°，从高电势向低电势运动，若初速度与电场线的夹角大于90°，从低电势向高电势运动，故 B错误． C．将正点电荷从场强为零的一点挪动列席强为零的另一点，若两点的电势相等，则电场力不做功；若两点的电势不一样样，则电场力做功必然不为零．故 C错误； D．依据电势能 Ep=qφ，对某一正电荷而言，放入点的电势越高，该电荷的电势能越大．故 D 正确． 8 ．答案： D 解析： A 、电场是实质存在的物质，不是理想化模型．故 A错误， B ．两电荷之间的互相作用是一对作用力与反作用力，故 B错误． C．电场是客观存在的物质，但它不一样样于分子、原子等实物粒子，故 C错误． D．电场的基天性质是对放入此中的电荷有力的作用．故 D 正确 9 ．答案： C 解析： A 、物体可以吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，拥有磁性的物体叫做磁体，故 A 错误；B．同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引，故 B 错误； C．一个磁体上有两个磁极，条形磁铁两端分其余 N，S 极，磁性最强，中间磁性最弱，因此磁体上磁性最强的部分叫磁极，故C正确；D ．通电螺线管的四周有磁场，内部也有磁场，故 D错误． 10 ．答案：①开普勒．②卡文迪许．③密立根．④法拉第．⑤法拉第．解析：考点：物理学史．解析：依据物理学史和知识解答，记着有名物理学家，如开普勒、卡文迪许、密立根、法拉第的主要贡献即可．解答：解：①德国天文学家开普勒用了 20 年的时间研究了第谷的行星察看记录后，宣布了他的行星运动规律，为万有引力定律的发现确定了基础．②牛顿总结出了万有引力定律，万有引力常量 G的值是卡文迪许用扭秤实验丈量出来的．③元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的．④法拉第第一提出了“电场”的看法，以为在电荷的四周存在着由它产生的电场，处在电场中的其余电荷遇到的作用力就是这个电场恩赐的．⑤法拉第第一采纳了一个简洁的方法描述电场，那就是画“电场线”．故为：①开普勒．②卡文迪许．③密立根．④法拉第．⑤法拉第．谈论：解决本题的要点在于平常学习物理主要知识的同时，记牢开普勒、卡文迪许、密立根、法拉第的物理学贡献．。
高三物理电场试题答案及解析
高三物理电场试题答案及解析1.一电子仅受电场力作用，从高电势处移动到低电势处，则A．电场力对电子做正功B．电子的电势能减少C．电子的动能减少D．电子的动能和电势能的总和保持不变【答案】CD【解析】本题考查电场力做功与能量的关系，从高电势处移动到低电势处，电场力做负功电势能增加，只有电场力作用，则电子原来有一定的动能，后来一部分动能消耗了，电子的动能减少，电子的动能和电势能的总和保持不变即能量守恒；2.如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是：（）A. q的电势能逐渐增大.B. q的电势能逐渐减小C. q受到的电场力先增大后减小.D. q受到的电场力逐渐减小.【答案】BC【解析】对于等量同种点电荷产生的电场和电势分布特点：在两电荷连线的中垂线上，C点和无穷远处的场强均为零，所以中垂线上由C点的场强为零开始，场强是先增大后逐渐减小的，到无穷远处时减小为零,所以q受到的电场力先增大后减小，C正确D错误；中垂线上任意点关于C点的对称点的场强大小相等，方向相反。
规定无穷远处电势为零，则从C点向中垂线的两端逐渐减小，到无穷远处减小为零。
所以q的电势能逐渐减小,A错误B正确。
3.如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止。
现撤去F，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则上述过程中A．小球的重力势能增加-W1B．小球的电势能减少W2C．小球的机械能增加W1+D．小球与弹簧组成的系统机械能守恒【解析】：由功能关系可知，在小球由静止到离开弹簧的过程中，小球的重力势能增加-W 1, 小球的电势能减少W 2,选项AB 正确；小球的机械能增加W 2，小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变，选项CD 错误。
高二电场练习题及解析
高二电场练习题及解析【题一】两个点电荷q1和q2分别位于距离为d的同一直线上，它们之间的电场强度为E。
现在将q1保持不变，将q2变成原来的2倍，再将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处。
求此时的电场强度。
【解析】根据库仑定律，点电荷与某一点之间的电场强度的大小和方向都与该点距离点电荷的距离有关。
题目中涉及两个点电荷，我们可以先分别求得每个点电荷在某一点处的电场强度大小和方向，再将两个点电荷的电场强度矢量相加。
首先，我们来求解原始状态下点电荷q1在某一点处的电场强度。
根据库仑定律，点电荷q1在某一点处的电场强度大小E1与该点距离q1的距离r1的平方成反比，即E1 ∝ 1/r1^2。
由于题目中未给出具体数值，我们暂时将E1表示为E1 = k*q1/r1^2，其中k为比例常数。
同理，点电荷q2在某一点处的电场强度大小E2与该点距离q2的距离r2的平方成反比，即E2 ∝ 1/r2^2，表示为E2 = k*q2/r2^2。
根据叠加原理，两个点电荷q1和q2的电场强度矢量相加后的电场强度大小E等于两个点电荷电场强度矢量大小之和，即E = E1 + E2。
代入E1和E2的表达式，得到E = k*q1/r1^2 + k*q2/r2^2。
接下来，我们根据题目的要求进行计算。
将q2变成原来的2倍，即q2' = 2*q2；将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处，即r2' =r1/2。
此时的电场强度记为E'。
根据上述推导，我们可以得到E' = k*q1/r1^2 + k*(2*q2)/(r1/2)^2。
根据运算法则，化简得到E' = k*q1/r1^2 + k*8*q2/r1^2 = k*(q1 +8*q2)/r1^2。
综上所述，当将q1保持不变，将q2变成原来的2倍，再将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处时，此时的电场强度为E' = k*(q1 + 8*q2)/r1^2。
高二电场练习题及答案大题
高二电场练习题及答案大题1. 题目：电场搜索题目描述：有一个半径为R的均匀圆环，总电荷为Q。
求出其边上点P处的电场强度大小。
答案：电场强度大小与距离r的关系为E = k * Q / r^2，其中k为电场常数。
由于点P位于圆环的边上，可以将圆环看作是由无限个点电荷组成，对每个点电荷求出其贡献的电场强度，然后求和即可。
假设圆环上的一个小元素dq，其电荷为dq = Q / (2 * π * R)，则点P 处的电场强度为：dE = k * dq / r^2 = k * (Q / (2 * π * R)) / r^2由于所有小元素对点P的贡献是一样的，我们可以将所有小元素的贡献相加得到整个圆环对点P的贡献。
将上式积分即可得到点P处的电场强度大小：E = ∫(0→2π) dE = ∫(0→2π) [k * (Q / (2 * π * R)) / r^2] dθ由于圆环是均匀的，可以将积分结果写成E = k * Q / R^2所以点P处的电场强度大小为E = k * Q / R^22. 题目：电荷分布题目描述：一个线带电荷λ在均匀带电线上自A点到B点的距离为L。
求出点C处的电场强度大小。
答案：电场强度大小与距离r的关系为E = k * λ / r，其中k为电场常数，λ为线带电荷线密度。
点C处的电场强度大小可以通过积分计算得到。
假设线上一小段长度为dx，其线密度为λ = q / dx，其中q为该小段的电荷。
对于该小段线段的贡献的电场强度大小可以通过dq = λ * dx / r计算得到。
将所有小段线段的贡献相加即可得到点C处的电场强度大小：E = ∫(A→B) dq = ∫(A→B) [λ * dx / r] = λ * ∫(A→B) dx / r由于线带电荷是均匀的，可以将积分结果写成E = λ * (ln(B) - ln(A)) / r所以点C处的电场强度大小为E = λ * (ln(B) - ln(A)) / r3. 题目：电势差计算题目描述：有两个无穷大的平行板，板与板之间距离为d。
电场分节例题练习与答案(12套)4电场强度(2)
电场分节例题练习与答案（12套）4电场强度（2）【典型例题】【例1】 关于电场线的以下讲法中正确的选项是：〔ABD 〕A 、电场线并非真实存在，是人们假想出来的B 、电场线既能反映电场的强弱，也能反映电场的方向C 、只要初速度为零，正电荷必将沿电场线方向移动D 、匀强电场的电场线分布是平均、相互平行的直线【解析】电场线是形象地了解电场中各点场强的大小和方向而引入的，并不真实存在；电场线的疏密反映场强的大小，电场线上各点的切线方向为该点的场强方向，注意：孤立的电场线不能反映场强大小；电场线方向反映正电荷的受力方向和正电荷的移动方向不一定相同；匀强电场的电场线必为等间距平行线。
【例2】某电场中的几条电场线以及带负电的点电荷q 在A 点的受到的电场力方向如下图。
⑴试在图中画出电场线的方向⑵比较电场中A 、B 两点的场强E A 、E B 的大小⑶在A 、B 两点分不放上等量异种电荷，试比较它们受到的力F A 、F B 的大小。
【解析】⑴负电荷的受力方向与该点的场强方向相反，电场线方向如下图⑵电场线的疏密反映了场强的大小，故E A ＞E B⑶因A 、B 两点放的是等量电荷，由F=Eq 得 F A ＞F B【例3】如下图，用三根长均为L 的绝缘丝线悬挂两个质量均为m ，带电量分不为＋q 和－q 的小球，假设加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平稳状态，那么所加电场的场强E 的大小应满足什么条件？【解析】分析清晰小球的受力情形，利用小球的平稳状态，即F 合=0，对A 进行受力分析，如下图，其中F 1为OA 绳的拉力，F 2为AB 绳的拉力，F 3为静电力依据平稳条件有：mg F =⋅ 60sin 1 qE=k 60cos 1222F F lq ++ F 2≥0联立等式得：E ≥ 602ctg q mg lkq ⋅+ 【基础练习】一、选择题：1、以下关于电场线的讲法中，正确的选项是：〔 〕A 、电场线是电场中实际存在的线B 、电场中的任意两条电场线都不可能相交C 、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越大D、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小2、某电场区域的电场线如下图，a、b是其中一条电场线上的两点，以下讲法中正确的选项是：〔〕A、a点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右B、a点的场强一定大于b点的场强C、正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D、负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力3、以下各图中所画的电场线，正确的选项是：〔〕⑴⑵⑶⑷A、⑴⑵和⑷B、只有⑷C、只有⑶D、⑵和⑶4、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，不计粒子所受的重力那么：〔〕A、粒子带正电B、粒子的加速度逐步减小C、A点的场强大于B点的场强D、粒子的速度不断减小5、如下图，电场中的一条电场线，那么以下讲法正确的选项是：〔〕A、那个电场一定是匀强电场B、A、B两点的场强有可能相等C、A点的场强一定大于B点的场强D、A点的场强可能小于B点的场强6、如下图，在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D两点关于O点对称，那么关于各点场强的关系，以下讲法中正确的选项是：〔〕A、E A>E B，E B＝E DB、E A<E B，E A<E CC、E A<E B <E C，E B＝E DD、可能E A＝E C < E B，E B＝E D二、填空题：7、一个质量为m＝2.0×10-7kg的带电微粒在空间作匀速直线运动。
高三物理电场试题答案及解析
高三物理电场试题答案及解析1.真空中，两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE 和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则A．E带正电，F带负电，且B．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与过N点的切线垂直D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能【答案】AC【解析】电场线由正电荷出发，可知E带正电，由电场线分布可知，A对；在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷不可能沿电场线运动，B错；等势面与电场线垂直，C对；M点电势高于N点电势，对于负电荷电势越高电势能越小，D错；2.绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（）A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直小于滑动摩擦力B．滑块在运动过程的中间时刻, 速度的大小小于C．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差D．此过程中产生的内能为【答案】ABC【解析】（考查带电粒子在电场中的运动，动能定理应用）因两电荷带异种电荷，相互吸引，如果库仑力大于滑动摩擦力，则不能使到达b点时速度减为零，A正确；由于前段时间加速度大，速度改变量大，后段时间加速度小，速度改变量小，故B正确；电场力做功与摩擦力做功之和等于滑块的动能变化量，根据动能定理，有：，C正确。
摩擦力做功转化为内能，则此过程中产生的内能为动能的减小量及电场力做功之和，D错误。
3.如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。
光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM＜ON。
电场性质的理解及应用(附详细答案)
电场性质的理解及应用基础巩固1．经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场(如图1甲所示)与等量异种点电荷之间的电场分布(如图乙所示)完全相同．图丙中正点电荷q 到MN 的距离OA 为L ，AB 是以电荷q 为圆心、L 为半径的圆上的一条直径，则B 点电场强度的大小是( )图1A.10kq 9L 2B.kq L 2C.8kq 9L 2D.3kq 4L 2 答案 C解析 乙图上＋q 右侧L 处的场强大小为：E ＝k q L 2－k q 9L 2＝k 8q 9L2根据题意可知，B 点的电场强度大小与乙图上＋q 右侧L 处的场强大小相等，即为k 8q9L 2，故A 、B 、D 错误，C 正确．2.如图2所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷＋Q 和－Q .直线MN 是两点电荷连线的中垂线，O 是两点电荷连线与直线MN 的交点．a 、b 是两点电荷连线上关于O 的对称点，c 、d 是直线MN 上的两个点．下列说法中正确的是( )图2A ．a 点的场强大于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先增大后减小B ．a 点的场强小于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先减小后增大C ．a 点的场强等于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先增大后减小D．a点的场强等于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大答案 C3.如图3所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线，AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C三点的电势分别为φA＝14V、φB＝3V、φC＝－7V，由此可得D点的电势为()图3A．8VB．6VC．4VD．2V答案 C解析A、B、C、D顺次相连将组成菱形，由公式U＝Ed可知，φA－φB＝φD－φC或φA－φD ＝φB－φC，解得φD＝4V，选项C正确．4.如图4是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是()图4A．O点电势与Q点电势相等B．O、M间的电势差小于N、Q间的电势差C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上答案 C解析由电场线的方向可知φM>φO>φN，再作出此电场中过O点的等势线，可知φO>φQ，A 错误；MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度，故U MO>U ON，B错误；因U MQ>0，负电荷从M到Q电场力做负功，电势能增加，C正确；正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，D错误．5．(多选)如图5，O是一固定的点电荷，虚线a、b、c是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知()图5A．O为负电荷B．在整个过程中q的速度先变大后变小C．在整个过程中q的加速度先变大后变小D．在整个过程中，电场力做功为0答案CD解析粒子所受合力的方向大致指向轨迹弯曲的凹侧，知正电荷所受的电场力背离点电荷向外，知O为正电荷，故A错误；从a处运动到b处，然后又运动到c处，电场力先做负功后做正功，则动能先减小后增大，所以速度先减小后增大，故B错误；越靠近点电荷，电场线越密，则电荷所受电场力越大，加速度越大，则加速度先增大后减小，故C正确；a与c在同一个等势面上，两点间的电势差为0，根据W＝qU，知电场力做功为0，故D正确．6．(多选)两个带等量正电的点电荷，固定在图6中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为0，则()图6A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时电势能为0答案BC解析等量同种点电荷的电场线如图所示，负试探电荷q在A点由静止释放，在电场力的作用下从A向O做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减小，A错误，B正确；负试探电荷q通过O点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q运动到O点时的速度最大，动能最大，选项C正确；因无限远处的电势为0，则O点的电势φ≠0，所以q在O 点的电势能不为0，选项D错误．7．(多选)如图7所示，以等量同种点电荷的连线中点为原点，两点电荷连线的中垂线为x 轴，E表示电场强度，φ表示电势，根据你已经学过的知识判断，在下列E－x图象和φ－x 图象中，可能正确的是()图7答案AD解析在两电荷连线的中点，由于两个电荷在此处产生的场强大小相等、方向相反，所以该处场强为0，在无穷远处场强也为0，所以两点电荷连线的中点到无穷远，场强先增大后减小，且场强关于电荷连线对称，选项A正确，B错误；两点电荷连线的中垂线上场强方向从中点指向无穷远，且电势逐渐降低，选项C错误，D正确．8．(多选)如图8所示，光滑绝缘的水平面上方存在一个水平方向的电场，电场线与x轴平行，电势φ与坐标值x的关系式为：φ＝106x(φ的单位为V，x单位为m)．一带正电小滑块P，从x＝0处以初速度v0沿x轴正方向运动，则()图8A．电场的场强大小为106V/mB．电场方向沿x轴正方向C．小滑块的电势能一直增大D ．小滑块的电势能先增大后减小 答案 AD解析 根据E ＝U d ，U ＝φ2－φ1可知，E ＝ΔUΔx ＝106V/m ，选项A 对；随x 值的增大，φ也增大，所以电场的方向应沿x 轴负方向，选项B 错；电场力对滑块P 先做负功后做正功，所以滑块的电势能先增大后减小，选项D 对，C 错．综合应用9.一带正电的试探电荷，仅在电场力作用下沿x 轴从x ＝－∞向x ＝＋∞运动，其速度v 随位置x 变化的图象如图9所示．x ＝x 1和x ＝－x 1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大．则在x 轴上( )图9A ．x ＝x 1和x ＝－x 1两处，电场强度相同B ．x ＝x 1和x ＝－x 1两处，电场强度最大C ．x ＝0处电势最小D ．从x ＝x 1运动到x ＝＋∞过程中，电荷的电势能逐渐增大 答案 B解析 正试探电荷仅在电场力作用下沿x 轴从x ＝－∞向x ＝＋∞运动，速度先减小后增大，所受的电场力先沿－x 轴方向，后沿＋x 轴方向，电场线方向先沿－x 轴方向，后沿＋x 轴方向，则知x ＝x 1和x ＝－x 1两处，电场强度最大，但电场强度的方向相反，电场强度不同，选项A 错误，B 正确；电场线方向先沿－x 轴方向，后沿＋x 轴方向，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势先升高后降低，则x ＝0处电势最大，选项C 错误；从x ＝x 1运动到x ＝＋∞过程中，电场力沿＋x 轴方向，则电场力做正功，电荷的电势能逐渐减小，选项D 错误．10．如图10所示，O 、A 、B 、C 为一粗糙绝缘水平面上的三点，不计空气阻力，一电荷量为－Q 的点电荷固定在O 点，现有一质量为m 、电荷量为－q 的小金属块(可视为质点)，从A 点由静止沿它们的连线向右运动，到B 点时速度最大，其大小为v m ，小金属块最后停止在C 点．已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，AB 间距离为L ，静电力常量为k ，则( )图10A ．在点电荷－Q 形成的电场中，A 、B 两点间的电势差为2μmgL ＋m v 2m2qB ．在小金属块由A 向C 运动的过程中，电势能先增大后减小 C ．OB 间的距离为kQqμmgD ．从B 到C 的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能 答案 C解析 小金属块从A 到B 过程，由动能定理得：－qU AB －μmgL ＝12m v 2m －0，得A 、B 两点间的电势差U AB ＝－2μmgL ＋m v 2m2q ，故A 错误；小金属块由A 点向C 点运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故B 错误；由题意知，A 到B 过程，金属块做加速运动，B 到C 过程做减速运动，在B 点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，则有μmg ＝k Qqr 2，得r ＝kQqμmg，故C 正确；从B 到C 的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能和内能，故D 错误．11．如图11所示，匀强电场方向与水平线间夹角θ＝30°，方向斜向右上方，电场强度为E ，质量为m 的小球带负电，以初速度v 0开始运动，初速度方向与电场方向一致．图11(1)若小球的带电荷量为q ＝mgE，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F 1的大小和方向各如何？(2)若小球的带电荷量为q ＝2mg E ，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F 2的大小和方向各如何？答案 (1)3mg 方向与水平线成60°角斜向右上方 (2)32mg 方向与水平线成60°角斜向左上方 解析 (1)如图甲所示，为使小球做匀速直线运动，必使其合外力为0，设对小球施加的力F 1与水平方向夹角为α，则 F 1cos α＝qE cos θ F 1sin α＝mg ＋qE sin θ代入数据解得α＝60°，F 1＝3mg即恒力F 1与水平线成60°角斜向右上方．(2)为使小球能做直线运动，则小球所受合力的方向必和运动方向在一条直线上，故要使力F 2和mg 的合力和电场力在一条直线上.如图乙，当F 2取最小值时，F 2垂直于F .故F 2＝mg sin 60°＝32mg . 方向与水平线成60°角斜向左上方．12.如图12所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A ，其电荷量Q ＝＋4×10－3C ，场源电荷A 形成的电场中各点的电势表达式为φ＝kQ r ，其中k为静电力常量，r 为空间某点到场源电荷A 的距离．现有一个质量为m ＝0.1kg 的带正电的小球B ，它与A 间的距离为a ＝0.4m ，此时小球B 处于平衡状态，且小球B 在场源电荷A 形成的电场中具有的电势能的表达式为E p ＝k Qqr ，其中r 为A 与B 之间的距离．另一质量为m 的不带电绝缘小球C 从距离B 的上方H ＝0.8m 处自由下落，落在小球B 上立刻与小球B 粘在一起以2m /s 的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P .(g 取10 m/s 2，k ＝9×109N·m 2/C 2)求：图12(1)小球C 与小球B 碰撞前的速度v 0的大小？小球B 的电荷量q 为多少？ (2)小球C 与小球B 一起向下运动的过程中，最大速度为多少？ 答案 (1)4m /s 4.4×10－9 C (2)2.17 m/s解析 (1)小球C 自由下落H 时获得速度v 0，由机械能守恒得：mgH ＝12m v 20解得v 0＝2gH ＝4m/s小球B 在碰撞前处于平衡状态，对B 球由平衡条件得： mg ＝kqQ a2代入数据得：q ＝49×10－8C ≈4.4×10－9C(2)设当B 和C 向下运动的速度最大为v m 时，与A 相距x ，对B 和C 整体，由平衡条件得： 2mg ＝k Qq x2代入数据得：x ≈0.28m 由能量守恒得：12×2m v 2＋kQq a ＋2mga ＝12×2m v 2m ＋2mgx ＋k Qq x 代入数据得v m ≈2.17m/s.。
电场典型题含答案
库仑定律与电场强度典型题1.如图所示，在M 、N 处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A 、B 两点，已知MA=AB=BN ．下列说法正确的是 AA ．A 、B 两点场强相同B ．A 、B 两点电势相等C ．将一正电荷从A 点移到B 点，电场力做负功D ．负电荷在A 点的电势能大于在B 点的电势能2.水平面上A, B, C 三点固定着三个电荷量为Q 的正点电荷，将另一质量为m 的带正电的小球(可视为点电荷)放置在0点，OABC 恰构成一棱长为L 的正四面体，如图所示。
己知静电力常量为k,重力加速度为g ，为使小球能静止在O 点，小球所带的电荷量为 CA ．23mgL kQB ．29kQC ．26kQD ．26kQ3.一带正电小球从光滑绝缘的斜面上O 点由静止释放，在斜面上水平虚线ab 和cd 之间有水平向右的匀强电场如图所示。
下面哪个图象能正确表示小球的运动轨迹 D （ ）4、一带电粒子射入一正点电荷的电场中，运动轨迹如图所示，粒子从A 运动到B ，则 ADA ．粒子带负电B ．粒子的动能一直变大C ．粒子的加速度先变小后变大D ．粒子在电场中的电势能先变小后变大5．如图所示，A 、B 是真空中的两个等量异种点电荷，M 、N 、O 是AB 连线的垂线上的点，且AO>OB 。
一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，M 、N 为轨迹和垂线的交点，设M 、N 两点的场强大小分别E M 、E N ，电势分别为φM ，φN 。
下列说法中正确的是( B )A ．点电荷A 一定带正电B ．E M 小于E NC ．φM 大于φND ．此试探电荷在M 处的电势能小于N 处的电势能6．如图所示，在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带正电的小金属块以一定初速度从A 点开始沿水平面向左做直线运动，经L 长度到达B 点，速度变为零。
此过程中，金属块损失的动能有23转化为电势能。
高中物理电场试题及答案解析
高中物理电场试题及答案解析一、选择题1. 电场强度的定义式是：A. E = F/qB. E = q/FC. E = FqD. E = Fq/q答案：A解析：电场强度E定义为单位正电荷在电场中受到的电场力F与该电荷量q的比值，即E = F/q。
2. 一个点电荷Q产生电场的电场线分布是：A. 从Q向外发散B. 从无穷远处指向QC. 从Q向无穷远处发散D. 以上都是答案：C解析：点电荷Q产生的电场线从Q向无穷远处发散，正电荷向外发散，负电荷向内收敛。
二、填空题1. 电场线从正电荷出发，终止于________。
答案：无穷远处或负电荷2. 电场中某点的场强为E，若将试探电荷加倍，则该点的场强为________。
答案：E三、计算题1. 一个点电荷q = 2 × 10⁻⁸ C，求它在距离r = 0.1 m处产生的电场强度。
答案：E = k * q / r²E = (9 × 10⁹ N·m²/C²) * (2 × 10⁻⁸ C) / (0.1 m)²E = 1800 N/C解析：根据点电荷的电场强度公式E = k * q / r²，代入数值计算即可得到答案。
2. 一个带电粒子的质量为m = 0.01 kg，带电量为q = 1.6 ×10⁻¹⁹ C，它在电场强度为E = 3000 N/C的电场中受到的电场力是多少？答案：F = q * EF = (1.6 × 10⁻¹⁹ C) * (3000 N/C)F = 4.8 × 10⁻¹⁶ N解析：根据电场力的公式F = q * E，代入已知的电荷量和电场强度即可计算出电场力。
结束语：通过本试题的练习，同学们应该对电场强度的定义、点电荷产生的电场线分布以及电场力的计算有了更深入的理解。
希望同学们能够掌握这些基本概念和计算方法，为进一步学习电场的相关知识打下坚实的基础。
物理电场典型例题含答案
【典型例题】问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。
求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定律求解。
注意绝缘球带电是不能中和的。
[例1] 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－Q，C 不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B球接触，最后移走C，答：A、B间的库仑力变为原来的4/7倍[例2] 两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性（）A. 可能是等量的同种电荷B. 可能是不等量的同种电荷C. 可能是不等量的异种电荷D. 不可能是异种电荷问题2：会解分析求解电场强度。
电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。
求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。
[例3] 如图1所示，用长为的金属丝弯成半径为r 的圆弧，但在A 、B 之间留有宽度为d 的间隙，且，将电量为Q 的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。
根据对称性可知,带电圆环在圆心O 处的总场强E ＝0．至于补上的带电小段,由题给条件可视做点电荷,它在圆心O 处的场强E1是可求的．若题中待求场强为E2,则E1＋E2＝0．设原缺口环所带电荷的线密度为σ,σ＝Q ／（2πr －d ）,则补上的那一小段金属线的带电量Q ′＝σ•d,Q ′在O 处的场强为E1＝kQ ′／r2,由E1＋E2＝0可得 E2＝－E1,负号表示E2与E1反向,背向圆心向左． [例4] 如图2所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q ，半径为R ，圆心为O ，P 为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L ，试求P 点的场强。
【超级经典】电场高考专题(含答案详解)
电场高考专题1．（2011年高考·海南理综卷）关于静电场，下列说法正确的是（ ）A ．电势等于零的物体一定不带电B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．同一电场线上的各点，电势一定相等D ．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加1.D 解析：考察电场和电势概念及其电场力做功与电势能的关系，选D 。
2．（2011年高考·山东理综卷）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。
以下判断正确的是A ．b 点场强大于d 点场强B ．b 点场强小于d 点场强C ．a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差D ．试探电荷+q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能2.BC 解析：根据等量同种电荷的电场线分布可知b 点场强小于d 点场强，B 正确，A 错误；由对称性可知a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差，C 正确；MN 左侧电势大于零，而右侧小于零所以试探电荷＋q 在a 点的电势能大于在c 点的电势能，D 错误。
3．（2011年高考·天津理综卷）板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1。
现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d /2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是A ．U 2=U 1，E 2=E 1B ．U 2=2U 1，E 2=4E 1C ．U 2=U 1，E 2=2E 1D ．U 2=2U 1，E 2=2E 13.C 解析：144Q Q kdQ U C S kdπεεπ===，114U kQ E d Sπε==，当电荷量变为2Q 时，212242Q Q kdQ U U S C S kdπεεπ===='，22182/2U kQ E E d Sπε===，C 选项正确。
高中物理【电场能的性质】典型题(带解析)
高中物理【电场能的性质】典型题1．在电场中，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零解析：选D．电势是人为规定的，与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C错误；负电荷在高电势处电势能小，B错误；根据E p＝φq可知，电势为零，电势能为零，D正确．2．(多选)如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上．下列判断正确的是()A．三个等势面中，c的电势最低B．带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C．带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b解析：选ABD．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，故A正确；根据带电粒子受力情况可知，若粒子从P到Q过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B正确；只有电场力做功，所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的相等，故C错误；电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b，故D正确．3. (多选)M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一电子，电子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()A．M、N两点的场强关系为E M<E NB．M、N两点的场强关系为E M>E NC．M、N两点的电势关系为φM<φND．M、N两点的电势关系为φM>φN解析：选BC．电子由M点运动到N点的过程中，通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越慢，可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，则有E M>E N，故A错误，B正确；负电荷在低电势处电势能大，故M点的电势低于N点的电势，即φM<φN，故C正确，D错误．4. (多选)图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是()A．等势面A电势最低B．粒子从a运动到b，动能减小C．粒子从a运动到b，电势能减小D．粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变解析：选CD．电场线与等势面垂直，带正电粒子所受电场力的方向与场强方向相同，曲线运动所受合力指向曲线的凹侧；带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b 点，轨迹如图中实线所示，可画出速度和电场线及受力方向如图，则电场力的方向向右，电场线的方向向右，顺着电场线电势降低，等势面A电势最高，故A项错误；粒子从a运动到b，只受电场力，电场力的方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增加，只受电场力作用，粒子的电势能与动能之和不变，故B项错误，C、D项正确．5．如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()A．v M<v N , a M<a N B．v M<v N , φM<φNC．φM<φN , E p M<E p N D．a M<a N , E p M<E p N解析：选D．根据带负电粒子的运动轨迹可以判断出电场线的方向大致是从右向左，N 点的电势低于M点的电势，N点处的电场线较密，所以粒子在N点时的加速度大于其在M 点时的加速度，粒子从N点运动到M点的过程中电场力一直在做正功，所以粒子在M点的速率大于在N点的速率，电势能在减小，故D正确．6.如图所示，实线表示一匀强电场的电场线，电场方向未知．一电子以一定的初速度由A点射入电场，虚线为电子的运动轨迹，B点是运动轨迹上的一点，则()A．A点电势高于B点电势B．电子在B点的电势能大于在A点的电势能C．电子在A点的速度大于在B点的速度D．电子由A到B，电场力先做负功后做正功解析：选D．由曲线运动的知识可知：电子所受的电场力向左，由于电子的受力与场强方向相反，可知电场线向右，结合沿着电场线电势逐渐降低得φB>φA，故A错误；电子从A 到B点过程中，电场力先与速度方向成钝角做负功，后与速度方向成锐角做正功，D项正确；由A到B，电场力做的总功为正功，则电子的电势能减小，即B点的电势能小于A点的电势能，动能增大，则B点的速度大于A点的速度，故B、C错误．7.如图所示，在直角三角形所在的平面内存在匀强电场，其中A点电势为0，B点电势为3 V，C点电势为6 V．已知∠AC B＝30°，AB边长为 3 m，D为AC的中点，将一点电荷放在D 点，且点电荷在C 点产生的场强大小为1.5 N/C ，则放入点电荷后，B 点场强为( )A ．2.5 N/CB ．3.5 N/C C ．2 2 N/CD ． 5 N/C解析：选A ．根据匀强电场中任意平行相等线段两端点的电势差相等，可知B 、D 两点电势相等，BD 连线为等势线，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，与BD 连线垂直且指向A 的方向为电场方向，如图所示．根据匀强电场中电场强度与电势差关系，匀强电场的电场强度E ＝U d ＝33cos 30°N/C ＝2 N/C ．根据点电荷电场的特点可知，放在D 点的点电荷在B 点产生的电场强度与在C 点产生的电场强度大小相等，都是1.5 N/C ，方向沿BD 连线，根据电场叠加原理，B 点的电场强度大小为E B ＝22＋1.52 N/C ＝2.5 N/C ，选项A 正确．8．在坐标－x 0到x 0之间有一静电场，x 轴上各点的电势φ随坐标x 的变化关系如图所示，一电荷量为e 的质子从－x 0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x 轴正向穿过该电场区域．则该质子( )A ．在－x 0～0区间一直做加速运动B ．在0～x 0区间受到的电场力一直减小C ．在－x 0～0区间电势能一直减小D ．在－x 0～0区间电势能一直增加解析：选D ．从－x 0到0，电势逐渐升高，意味着该区域内的场强方向向左，质子受到的电场力向左，与运动方向相反，所以质子做减速运动，A 错误；设在x ～x ＋Δx ，电势为φ～φ＋Δφ，根据场强与电势差的关系式E ＝ΔφΔx ，当Δx 无限趋近于零时，ΔφΔx表示x 处的场强大小(即φ-x 图线的斜率)，从0到x 0区间，图线的斜率先增加后减小，所以电场强度先增大后减小，根据F ＝Ee ，质子受到的电场力先增大后减小，B 错误；在－x 0～0区间质子受到的电场力方向向左，与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C 错误，D 正确．9．(多选)某静电场中x 轴上电场强度E 随x 变化的关系如图所示，设x 轴正方向为电场强度的正方向．一带电荷量大小为q 的粒子从坐标原点O 沿x 轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到x ＝3x 0处，假设粒子仅受电场力作用，E 0和x 0已知，下列说法正确的是( )A ．粒子一定带负电B ．粒子的初动能大小为32qE 0x 0 C ．粒子沿x 轴正方向运动过程中电势能先增大后减小D ．粒子沿x 轴正方向运动过程中最大动能为2qE 0x 0解析：选BD ．如果粒子带负电，粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动，因此粒子在x ＝3x 0处的速度不可能为零，故粒子一定带正电，A 错误；根据动能定理12qE 0x 0－12×2qE 0·2x 0＝0－E k0，可得E k0＝32qE 0x 0，B 正确；粒子向右运动的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C 错误；粒子运动到x 0处动能最大，根据动能定理12qE 0x 0＝E kmax －E k0，解得E kmax ＝2qE 0x 0，D 正确．10． (多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示．下列说法正确的是( )A ．M 点的电场强度比K 点的大B ．球壳内表面带负电，外表面带正电C ．试探电荷－q 在K 点的电势能比在L 点的大D ．试探电荷－q 沿电场线从M 点运动到N 点，电场力做负功解析：选ABD ．由电场线的疏密程度可知，M 点的场强大于N 点，A 正确；由于感应起电，在金属球壳的内表面感应出负电，外表面感应出正电，B 正确；负电荷在电场中，沿电场线方向运动，电场力做负功，电势能增加，可知C 错误，D 正确．11． (多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动，N 为粒子运动轨迹上的另外一点，则( )A ．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B ．在M 、N 两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C ．粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能D ．粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析：选AC ．如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A 对．粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B 错．带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，E k M ＝0，而E k N ≥0，故E p M ≥E p N ，C 对．粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N 点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D 错．12． (多选)如图，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点．一电荷量为q (q ＞0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qL D ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差解析：选BD ．结合题意，只能判定φa ＞φb ，φc ＞φd ，但电场方向不能得出，故A 错误．电场强度的方向沿c →d 时，才有场强E ＝W 2qL，故C 错误．由于M 、N 分别为ac 和bd 的中点，对于匀强电场，φM ＝φa ＋φc 2，φN ＝φb ＋φd 2，则U MN ＝U ab ＋U cd 2，可知该粒子从M 点移动到N点的过程中，电场力做功W ＝W 1＋W 22，故B 正确．若W 1＝W 2，则φa －φb ＝φc －φd ，变形得φa －φc ＝φb －φd ，即U ac ＝U bd ，而U aM ＝U ac 2，U bN ＝U bd 2，可知U aM ＝U bN ，故D 正确． 13．如图所示，a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab ＝cd ＝L ，ad ＝bc ＝2L ，电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点电势为20 V ，b 点电势为24 V ，d 点电势为12 V ．一个质子从b 点以速度v 0射入此电场，入射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c 点．不计质子的重力．下列判断正确的是( )A ．c 点电势高于a 点电势B ．场强的方向由b 指向dC ．质子从b 运动到c ，电场力做功为8 eVD ．质子从b 运动到c ，电场力做功为4 eV解析：选C ．由于是匀强电场，故a 、d 的中点(设为E )电势应为a 、d 两点电势和的一半，即16 V ，那么E 、b 的中点F 电势是20 V ，和a 点一样．连接a 、F 得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b 指向E .那么cE 平行于aF ，故c 点电势与E 相同，也为16 V ，小于a 点电势，A 错误；场强的方向由b 指向E ，B 错误；从b 到c 电势降落了8 V ，质子电荷量为e ，质子从b 运动到c ，电场力做功8 eV ，电势能减小8 eV ，C 正确，D 错误．14.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A点由静止开始下落，加速度为34g ，下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为3mg 4qB ．带电物块机械能减少量为mg (H ＋h )4C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h )4 D ．弹簧弹性势能的增加量为mg (H ＋h )4解析：选C ．根据牛顿第二定律得mg －Eq ＝m ·34g ，所以E ＝mg 4q，选项A 错误；物块、弹簧系统机械能的减少量为ΔE ＝Eq ·(H ＋h )＝mg (H ＋h )4，选项B 错误；物块电势能的增加量为ΔE p ＝Eq ·(H ＋h )＝mg (H ＋h )4，选项C 正确；根据动能定理得mg (H ＋h )－Eq (H ＋h )－E 弹＝0，所以E 弹＝3mg (H ＋h )4，选项D 错误．。
高中物理静电场必做经典例题(带答案)
高中物理阶段性测试(一)一、选择题（每题4分，共40分） 1．下列说法正确的是 （ ） A ．元电荷就是质子 B ．点电荷是很小的带电体 C ．摩擦起电说明电荷可以创造D ．库仑定律适用于在真空中两个点电荷之间相互作用力的计算2．在电场中某点用+q 测得场强E ，当撤去+q 而放入－q/2时，则该点的场强 ( )A ．大小为E / 2，方向和E 相同B ．大小为E ／2，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3．绝缘细线的上端固定，下端悬挂一只轻质小球a ，a 表面镀有铝膜，在a 的近端有一绝缘金属球b ，开始时，a 、b 均不带电，如图所示．现使b 球带电，则（ ） A ．a 、b 之间不发生静电相互作用 B ．b 立即把a 排斥开C ．b 将吸引a ，吸住后不放开D ．b 将吸引a ，接触后又把a 排斥开4．关于点电荷，正确的说法是 （ ） A ．只有体积很小带电体才能看作点电荷 B ．体积很大的带电体一定不能视为点电荷C ．当两个带电体的大小与形状对它们之间的相互静电力的影响可以忽略时，这两个带电体便可看作点电荷D ．一切带电体在任何情况下均可视为点电荷5．两只相同的金属小球（可视为点电荷）所带的电量大小之比为1:7，将它们相互接触后再放回到原来的位置，则它们之间库仑力的大小可能变为原来的 （ ）A ．4/7B ．3/7C ．9/7D ．16/76． 下列对公式 E =F/q 的理解正确的是（ ） A ．公式中的 q 是场源电荷的电荷量B ．电场中某点的电场强度 E 与电场力F 成正比，与电荷量q 成反比C ．电场中某点的电场强度 E 与q 无关D ．电场中某点的电场强度E 的方向与电荷在该点所受的电场力F 的方向一致7． 下列关于电场线的说法正确的是（ ） A ．电场线是电荷运动的轨迹，因此两条电场线可能相交B ．电荷在电场线上会受到电场力，在两条电场线之间的某一点不受电场力C ．电场线是为了描述电场而假想的线，不是电场中真实存在的线D ．电场线不是假想的东西，而是电场中真实存在的物质8． 关于把正电荷从静电场中电势较高的点移到电势较低的点，下列判断正确的是（ ）A ．电荷的电势能增加B ．电荷的电势能减少C ．电场力对电荷做正功D ．电荷克服电场力做功9． 一个带负电的粒子只在静电力作用下从一个固定的点电荷附近飞过，运动轨迹如图中的实线所示，箭头表示粒子运动的方向。
电场典型例题精析(附答案)
电场典例精析1.场强公式的使用条件【例1】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 ＝2rkQ 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.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关2.理解场强的表达式【例1】在真空中O 点放一个点电荷Q ＝＋1.0×10－9C ，直线MN 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；(4)M 、N 两点的场强哪点大；(5)如果把Q 换成－1.0×10－9 C 的点电荷，情况如何.【拓展1】有质量的物体周围存在着引力场.万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强.由此可得，与质量为M 的质点相距r 处的引力场场强的表达式为E G ＝ (万有引力常量用G 表示).3.理解场强的矢量性，唯一性和叠加性【例2】如图所示，分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1＝＋2×10－14 C 和Q 2＝－2×10－14 C.在AB 的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×10－2 m.求：(1)C 点的场强；(2)如果有一个电子静止在C 点，它所受的库仑力的大小和方向如何.4.与电场力有关的力学问题【例3】如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d ，两板间电势差为U ，极板与水平方向成37°角放置，有一质量为m 的带电微粒，恰好沿水平方向穿过板间匀强电场区域.求：(1)微粒带何种电荷？(2)微粒的加速度多大？(3)微粒所带电荷量是多少？5.电场力做功与电势能改变的关系【例1】有一带电荷量q ＝－3×10－6C 的点电荷，从电场中的A 点移到B 点时，克服电场力做功6×10－4 J.从B 点移到C 点时，电场力做功9×10－4 J.问：(1)AB 、BC 、CA 间电势差各为多少？(2)如以B 点电势为零，则A 、C 两点的电势各为多少？电荷在A 、C 两点的电势能各为多少？【拓展1】一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下.若不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量变化情况为( )A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加6.电势与电场强度的区别和联系【例2】如图所示，a 、b 、c 为同一直线上的三点，其中c 为ab 的中点，已知a 、b 两点的电势分别为φa ＝1 V ，φb ＝9 V ，则下列说法正确的是( )A.该电场在c 点的电势一定为5 VB.a 点处的场强E a 一定小于b 点处的场强E bC.正电荷从a 点运动到b 点过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用，从a 点运动到b 点过程中动能一定增大【拓展2】如图甲所示，A 、B 是电场中的一条直线形的电场线，若将一个带正电的点电荷从A 由静止释放，它只在电场力作用下沿电场线从A 向B 运动过程中的速度图象如图乙所示.比较A 、B 两点的电势和场强E ，下列说法正确的是( )A.φA <φB ，E A <E BB.φA <φB ，E A >E BC.φA >φB ，E A >E BD.φA >φB ，E A <E B7.电场线、等势面、运动轨迹的综合问题【例4】如图虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab ＝U bc ，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知( )A.P 点的电势高于Q 点的电势B.带电质点在P 点具有的电势能比在Q 点具有的电势能大C.带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时大D.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时大练习(2009·全国Ⅰ)如图所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则( )A.M 点的电势比P 点的电势高B.将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功C.M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D.在O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动8.综合题1.如图所示,质量为m 、带电量为-q 的小球在光滑导轨上运动，半圆形滑环的半径为R ，小球在A 点时的初速为V 0，方向和斜轨平行.整个装置放在方向竖直向下，强度为E 的匀强电场中，斜轨的高为H ，试问：(1)小球离开A点后将作怎样的运动? (2)设小球能到达B 点，那么，小球在B 点对圆环的压力为多少? (3)在什么条件下，小球可以以匀速沿半圆环到达最高点，这时小球的速度多大? 2.如图1.5-12所示，一根长L =1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为E =1.0×105N/C 、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。
高二物理电场专题总复习典型例题及答案全套
高二物理电场专题训练一、电荷守恒定律、库仑定律练习题1．关于点电荷的说法,正确的是A．只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷C．点电荷一定是电量很小的电荷D．两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理4．把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是A．带有等量异种电荷B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷D．一个带电,另一个不带电8．真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1＞Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则A．q一定是正电荷B．q一定是负电荷C．q离Q2比离Q1远D．q离Q2比离Q1近9．如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为T A、T B；如果使A带正电,B带负电,上、下丝线受力分别为TA 1TB110．在原子物理中,常用元电荷作为电量的单位,元电荷的电量为________________；14．如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F＝______,小球A带的电量q A＝______．16．设氢原子核外电子的轨道半径为r,电子质量为m,电量为e,求电子绕核运动的周期．二、电场电场强度电场线练习题一、选择题1．下面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2．下列关于电场强度的叙述正确的是A．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B．电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D．电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关3．电场强度的定义式为E＝F／qA．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是产生电场的电荷电量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电场力大小与该点场强的大小成正比4．A为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点场强方向发生变化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、正负、有无均无关A．当r→0时,E→∞B．发r→∞时,E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关D．在以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同6．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7．如图1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E A、E B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在一条电场上,且电场线是直线,所以E A＝E BC．电场线从A指向B,所以E A＞E BD．不知A、B附近电场线的分布情况,E A、E B的大小不能确定8．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为A．0B．2kq／r2C．4kq／r2D．8kq／r29．四种电场的电场线如图2所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的10．图3表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像,那么下列说法中正确的是A．该电场是匀强电场B．这四点场强的大小关系是E d＞E a＞E b＞E cC．这四点场强的大小关系是E a＞E b＞E c＞E dD．无法比较这四点场强大小关系11．如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动,依次排列在同一直线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知,但AB＞BC,则根据平衡条件可断定A．A、B、C分别带什么性质的电B．A、B、C中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷C．A、B、C中哪个电量最大D．A、B、C中哪个电量最小二、填空题12．图5所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在________点受的电场力大,方向为______．13．如图6,正点电荷Q的电场中,A点场强为100N／C,C点场强为36N/C,B是AC的中点,则B点的场强为________N／C．14．真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为×10-5N,则P点的场强为________N／C；把检验电荷电量减小为×10-9C,则该电荷在P点受到的电场力为__________N15．在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为m的液滴,带正电荷,电量为q,在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为______N／C,方向_________．16．在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Q1,另一个带负电荷Q2,且Q1＝2Q2,用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在x轴上,E1＝E2的点共有____处,其中_______处的合场强为零,______处的合场强为2E2;17．如图7,有一水平方向的匀强电场,场强为9×103N／C．在电场内的竖直平面内作半径为1m的圆,圆心处放置电量为1×10-6C的正点电荷,则圆周上C点处的场强大小为______N ／C,方向________．三、计算题18．如图8所示,A、B为体积可忽略的带电小球,Q A＝2×10-8C,Q B＝－2×10-8C,A、B相距3cm．在水平外电场作用下,A、B保持静止,悬线都沿竖直方向．试求：1外电场的场强大小和方向2AB中点处总电场的场强大小和方向．19．如图9,A、B两小球带等量同号电荷,A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上,B 平衡于光滑的绝缘斜面上与A等高处,斜面倾角为30°,B的质量为52g,求B的带电量．三、电场中的导体练习题一、选择题1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a图1,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是A．a带正电,b带负电B．a带负电,b带正电C．a、b均带正电D．a、b均带负电E．a、b均不带电2．在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B,下列实验方法中能使验电器箔片张开的是A．用取电棒带绝缘柄的导体棒先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B3．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷,用E p表示球壳外任一点的场强,则A．当＋Q在球壳中央时,E p＝0B．不论＋Q在球壳内何处,E p一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时,E p＝0D．只要球壳接地,不论＋Q在球壳内何处,E p一定为零4．一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正点荷,其电场分布是图2中的哪一个5．一带正电的绝缘金属球壳A,顶部开孔,有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接,让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图3位置,C球放A球壳外离A球较远,待静电平衡后,正确的说法是A．B、C球都带电B．B球不带电,C球带电C．让C球接地后,B球带负电D．C球接地后,A球壳空腔中场强为零6．如图4所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下叙说法正确的是A．A、B两点场强相等,且都为零B．A、B两点的场强不相等D．当电键K闭合时,电子从大地沿导线向导体移动．二、填空题7．如图5所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．用手接触B端,移去手指再移去Q,AB带何种电荷______．若手的接触点改在A端,情况又如何______．8．有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6C的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6C的负电荷．若把B球跟A球的内壁相接触,如图6所示,则B球上电量为______C,A球上电量为_______C,分布在_______．9．图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中,判断A、B两球的带电情况：1A、B接触后分开,再移去C,则A________,B______；2A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,则A________,B_______；3A、B接触,用手指接触A,先移去C后再移去手指,则A_______,B_______．10．如图8,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为－Q和＋2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r2r＜L的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_____方向____．11．长为L的导体棒原来不带电,将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图9所示,当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于__________．四、电势差电势等势面练习题一、选择题1．关于电势差和电场力作功的说法中,正确的是A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C．电势差是矢量,电场力作的功是标量D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零2．在电场中,A点的电势高于B点的电势,则A．把负电荷从A点移到B点,电场力作负功B．把负电荷从A点移到B点,电场力作正功C．把正电荷从A点移到B点,电场力作负功D．把正电荷从A点移到B点,电场力作正功3．在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同4．若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动C．不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动D．不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动5．有一电场的电场线如图1所示,场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B 和U A、U B表示,则A．E a＞E b U a＞U bB．E a＞E b U a＜U bC．E a＜E b U a＞U bD．E a＜E b U a＜U b6．如图2,A、B为两等量异号点电荷,A带正电,B带负电,在A、B连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,ab＝bc,则A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相同C．a、b间电势差与b、c间电势差相等D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不作功7．在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是A．电场强度B．同一电荷所受电场力C．电势D．同一电荷具有的电势能8．下述说法正确的是A．在同一等势面上移动电荷,电场力不作功B．等势面上各点场强大小一定相等C．电场中电势高处,电荷的电势能就大D．电场强度大处,电荷的电势能就大9．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10－6J的功,那么A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6J10．一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则A．a、b两点场强一定相等B．该点电荷一定沿等势面移动C．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的D．a、b两点的电势一定相等11．如图3,绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是A．小球在运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．小球经过环的最低点时对轨道压力为mg＋EqD．小球经过环的最低点时对轨道压力为3mg－qE12．如图4,所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点,则A．a点电势比b点高B．a、b两点场强方向相同C．a、b、c三点与无穷远处电势相等D．一带电粒子不计重力在a点无初速释放,则它将在a、b连线上运动二、填空题13．以无穷远处为零电势点,下述情况中各物理量为正还是为负1负电荷周围空间的电势为_________值．2正电荷位于某负荷电产生的电场内,它的电势能为________值．3负电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为________值．4导体在正电荷形成的电场中,处于静电平衡状态时,导体的电势为________值．14．电场中的电荷因____而具有的能量叫电势能．当两个同种电荷距离增大时,电荷的电势能将________；若把两个电荷的距离增大时,电场力做了负功,则这两个电荷为_________种电荷．15．图5为电场中的一条电场线,一个正电荷从A点沿直线向B点运动时,速度逐渐减小,则U a_____U b填＞、＝、＜16．将一个×10－5C的电荷从电场外移到电场里一点A,外力克服电场力作功×10－3J,则A 点的电势为U a＝_____V；如果此电荷从电场外移到电场里的另一点B时,电场力作功,则A、B两点电势差为U ab＝______V；如果另一个电量是的负电荷从A移到B,则电场作功______J．17．如图6,在点电荷＋Q电场中,以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点,把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功W PA、W PB、W PC的大小关系为________．18．如图7,a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知,四个等势面电势U a、U b、U c、U d由高到低的排列顺序是_______,带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是_________点．19．如图8所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势间的电势差相等,一正电荷在等势线U3上时,具有动能20J,它运动到等势线U1时速度为零,令U2＝0,那么该电荷的电势能为4J时,其动能为_______J．20．图9是某匀强电场的等势面示意图,A、B两点相距5cm,θ＝53°,一带电量为－4×10－6C的微粒沿AB匀速运动,则此微粒的质量为_______kg．取g＝10m／s2三、计算题21．一带负电的粒子,q＝－×10－9C,在静电场中由点运动到b点,在这过程中,除电场力外,其它力作的功为×10－5J,粒子动能增加了×10－5J,求a、b两点间的电势差U ab等于多少22．固定不动的正点电荷A,带电量为Q＝×10－6C,点电荷B从距A无穷远的电势为零处移到距A为2cm、电势为3000V的P点,电场力做负功为×10－3J．若把B电荷从P点由静止释放,释放瞬间加速度大小为9×109m／s2,求B电荷能达到的最大速度．五、电势差和电场强度的关系练习题一、选择题1．下述关于匀强电场的结论错误的是A．公式E＝F／q也适用于匀强电场B．根据U＝Ed可知,任意两点的电势差与这两点的距离成正比C．匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值D．匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致2．关于静电场的说法中正确的是A．在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比B．在匀强电场中,电势降低的方向就是场强的方向C．电荷在等势面上移动时不受电场力D．若电场力对电荷作正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加3．图1所示,在场强为E的匀强电场中有A、B两点,AB连线长L,与电场线夹角为α．则AB两点的电势差为A．零B．ELC．ELsinαD．ELcosα4．图2所示的匀强电场场强为103N/C,ab＝dc＝4cm,bc＝ad＝3cm．则下述计算结果正确的是A．ab之间的电势差为40V．B．ac之间的电势差为50V．C．将q＝－5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周,电场力做功为零．D．将q＝－5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场力做功都是－．5．在水平放置的平行金属板之间有一个带电液滴,恰巧静止,液滴所带电量为×10-19C,重量为×10-14N,若板间距为10mm,则两板间的电压为.. 6．平行金属板水平放置,板间距为,两板接上6kV电压,板间有一个带电液滴质量为×10-10g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是×7．如图3所示,在场强为E的匀强电场中,取某点O为圆心,以r为半径做一圆,在圆心O点固定一电量为＋Q的点电荷设＋Q的电场不影响匀强电场E的分布．当把一检验电荷＋q放在d点处恰好平衡,则A．匀强电场场强为kQ／r2,方向沿ab方向B．匀强电场场强为kQ／r2,方向沿cd方向C．当电荷＋q放在b点时,它受到的电场力大小为2EqD．将电荷＋q由b点沿圆周移动到a点,电场力不做功8．如图4,绝缘杆长L,两端分别带有等量异号电荷,电量值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α＝60°,若使杆沿顺时针转过60°以杆上某一点为圆心转动,则下述正确的是A．电场力不作功,两电荷电势能不变B．电场力作的总功为QEL/2,两电荷的电势能减小C．电场力作的总功为－QEL/2,两电荷的电势能增加D．电场力做总功大小跟转轴位置无关．9．在匀强电场中,将一个带电量为q,质量为m的小球由静止释放,带电小球的轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,如图5所示,那么匀强电场的场强大小为A．最大值是mgtgθ／qB．最小值是mgsinθ／qC．唯一值是mgtgθ／qD．同一方向上,可有不同的值．二、填空题10．如图6所示的匀强电场E＝103N／C,矩形abcd的ab边与电场线平行,且ab＝3cm,bc ＝2cm,将点电荷q＝5×10-8C沿矩形abcd移动一周,电场力做功_______,ab两点的电势差为_______,bc两点的电势差为______．11．如图7,A、B两点相距,θ＝60°,匀强电场场强E＝100V／m,则A、B间电势差U AB ＝______V．12．如图8,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为×104V／m,A、B两板相距1cm,C点与A相距,若B接地,则A、C间电势差U AC＝______V；将带电量为－×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为_________J．13．一质量为m的带电小球,静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中,此时两板间电压为300V；若将该电压降到60V,其它条件不变,则小球的加速度为_____m／s2．14．如图9所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°角,ab＝4cm,bc＝10cm,将一个带电量为2×10-8C的电荷从a移到b时,电场力做功4×10-6J,则将此电荷从b移到c电场力做功_____J,ac间电势差为_____V．15．如图10所示的匀强电场的方向是竖直向下的,A、B是两等势面,已知两等势面的电势差为U、距离为d,现在P点放一负电荷q,将使该电场中有一点的场强变为零,这一点距P 点的距离为___________．16．比较图11中A、B两点电场强度的大小和电势的高低．1E A______E B2E A______E B3E A______E BU A______U B U A______U B U A______U BA、B各为两板中点17．如图12所示的匀强电场中,若负电荷从A点移到B点,电场力做正功．那么电场线的方向是______；A、B两点电势U A_______U B；负电荷在A、B两点具有的电势能εA______εB三、计算题18．如图13,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD＝4cm,CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为×10-17J,求：①匀强电场的场强；②A、B两点间的电势差；③若A板接地,D点电势为多少19．如图14所示,竖直放置的两块足够长的平行金属板,相距,两板间的电压是2400V,在两板间的电场中用丝线悬挂着质量是5×10-3kg的带电小球,平衡后,丝线跟竖直方向成30°角,若将丝线剪断1说明小球在电场中作什么运动2计算小球带电量3设小球原来离带负电的板,问经过多少时间小球碰到金属板六、电容器电容练习题一、选择题A．电容器充电量越大,电容增加越大B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比C．电容器的电容越大,所带电量就越多D．对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变2．某一电容器标注的是：“300V,5μF”,则下述说法正确的是A．该电容器可在300V以下电压正常工作B．该电容器只能在300V电压时正常工作C．电压是200V时,电容仍是5μFD．使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连3．对于给定的电容器,描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图应是图1中的4．关于电容器和电容的概念下列说法正确的是A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B．用电源对平板电容器充电后,两极板一定带有等量异种电荷C．某一电容器带电量越多,它的电容量就越大D．某一电容器两板间的电压越高,它的电容就越大5．图2的电路中C是平行板电容器,在S先触1后又扳到2,这时将平行板的板间距拉大一点,下列说法正确的是A．平行板电容器两板的电势差不变B．平行扳电容器两板的电势差变小C．平行板电容器两板的电势差增大D．平行板电容器两板间的的电场强度不变6．某平行板电容器的电容为C,带电量为Q,相距为d,今在板间中点放一电量为q的点电荷,则它所受到的电场力的大小为7．一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连,如果使两板间距离逐渐增大,则A．电容器电容将增大B．两板间场强将减小C．每个极板的电量将减小D．两板间电势差将增大8．如图3所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则A．电容器带电量不变B．尘埃仍静止C．检流计中有a→b的电流D．检流计中有b→a的电流二、填空题9．电容是表征_______的物理量,如果某电容器的电量每增加10-6C,两板之间的电势差就加1V,则该电容器的电容为_____．10．如图4所示,用静电计测量电容器两板间的电势差,不改变两板的带电量,把A板向右移,静电计指针偏角将_______；把A板竖直向下移,静电计指针偏角将______；把AB板间插入一块电介质,静电计指针偏角将__________．11．图5为电容器C与电压U的电源连接成的电路．当电键K与1接通,电容器A板带____电,B板带____电,这一过程称电容器的____．电路稳定后,两板间的电势差为____．当K与2接通,流过导体acb的电流方向为____,这就是电容器的____过程．12．一个电容器当带电量为Q时,板间电势差为U,当它的电量减少3×10-6C时,板间电势差降低2×102V,此电容器的电容为________μF．13．有一电容器,带电量为×10-5C,两板间电压力200V,如果使它的带电量再增加×10-6C,这时它的电容是_______F,两板间电压是_______V．14．两平行板电容器的电容之比为C1∶C2＝3∶2,带电量之比为Q1∶Q2＝3∶1．若两个电子分别从两电容器的负极板运动到正极板,它们的动能增量之比△E k1∶△E k2＝_____．15．如图6所示,平行板电容器两板间距为d,电源电压为6V．闭合S后将板间距离减为d／4,再断开S,又将两板间距离恢复到d,此时电容器两极间电压为_____V．16．如图7所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一个带负电的小球悬挂在两板间,闭合电键后,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若N板向M板靠近,θ角将_____；把电键K断开,再使N板向M板靠近,θ角将______．三、计算题17．如图8所示,A、B为不带电平行金属板,间距为d,构成的电容器电容为C．质量为m、电量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以v0初速射向B板．液滴到达B板后,把电荷全部转移在B板上．求到达B板上的液滴数目最多不能超过多少七、带电粒子在匀强电场中的运动练习题一、选择题A．只适用于匀强电场中,v0＝0的带电粒子被加速B．只适用于匀强电场中,粒子运动方向与场强方向平行的情况C．只适用于匀强电场中,粒子运动方向与场强方向垂直的情况D．适用于任何电场中,v0＝0的带电粒子被加速2．如图1,P和Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q板时的速率,下列说法正确的是A．两板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大B．两板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大C．与两板间距离无关,仅与加速电压U有关D．以上说法都不正确3．带电粒子以初速v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强A．粒子在电场中作类似平抛的运动。
新人教版高中物理选修1-1电场 例题解析
电场例题解析【典型例题】【例1】关于电场线,下述说法中正确的是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与电荷在该点受力方向可以不同.D、沿电场线方向,场强一定越来越大.【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.B 选项也是错的,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上,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,运动轨迹与初速度大小方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的.正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同,而负电荷所受电场力与该点切线方向相反,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.本题答案应是:C【例2】如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q，现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),则剩余部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？【解析】解法之一，利用圆环的对称性，可以得出这样的结果，即圆环上的任意一小段在圆心处所产生的电场场强，都与相对应的一小段产生的场强大小相等，方向相反，相互叠加后为零．由于AB段被截掉，所以，本来与AB相对称的那一小段所产生的场强就成为了小段可以当成点电荷，利用点电荷的场强公式可求出答案．解法之二，将AB段看成是一小段带正电和一小段带负电的圆环叠放，这样仍与题目的条件相符．而带正电的小段将圆环补齐，整个带电圆环在圆心处产生的电场的场强为零；带负电的一小段在圆心处产生的场强可利用点电荷的场强公式求出，这就是题目所要求的答案．【例3】在真空中，带电量均为q的异种点电荷相距r，则两点电荷连线中点和到两点电荷距离均为r的点的场强大小分别为和 .【解析】如下图所示，A点放置正电荷+q，B点放置负电荷-q，o点为AB连线中点，根据点电荷场强公式：+q单独在o点产生的场强EA ＝kq/(2r)2，方向向右；-q单独在O点产生的场强大小EB ＝kq/(2r)2＝EA,方向也为向右，所以O点的合场强E0＝EA+EB＝28rkq，方向为O→B.如图O’为到两点电荷距离为r的点，+q单元在O′点产生的场强大小E’A ＝2rkq，方向O’→A，-q单独在B点产生的场强大小E’B ＝2rkq，方向O’→B，则O’点场强应为这两个场强的矢量合成，易求大小EO’＝E’A ＝E’B＝2rkq2cos ，方向与O点的合场强方向相同.。
电场力试题及答案
电场力试题及答案1. 一个点电荷Q=2×10^-6 C，位于原点，求在距离原点0.1m处的电场强度。
答案：根据库仑定律，电场强度E=kQ/r^2，其中k为库仑常数，r为距离。
将Q=2×10^-6 C，r=0.1m代入公式，得E=(9×10^9N·m^2/C^2)×(2×10^-6 C)/(0.1 m)^2=3.6×10^4 N/C。
2. 一个带电粒子，电荷量为q=1.6×10^-19 C，质量为m=9.1×10^-31 kg，它在电场中受到的电场力F=qE，求当电场强度E=2×10^3 N/C 时，粒子所受的电场力。
答案：将q=1.6×10^-19 C，E=2×10^3 N/C代入公式F=qE，得F=(1.6×10^-19 C)×(2×10^3 N/C)=3.2×10^-16 N。
3. 一个均匀带电的球体，半径为R，总电荷量为Q，求球体表面任意一点的电场强度。
答案：根据高斯定律，球体表面任意一点的电场强度E=kQ/R^2，其中k为库仑常数，Q为球体总电荷量，R为球体半径。
4. 两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，它们之间的距离为d，求它们之间的库仑力。
答案：根据库仑定律，两个点电荷之间的库仑力F=kQ1Q2/d^2，其中k 为库仑常数，Q1和Q2分别为两个点电荷的电荷量，d为它们之间的距离。
5. 一个带电粒子在匀强电场中做直线运动，已知粒子的电荷量q，质量m，电场强度E，求粒子的加速度a。
答案：根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为电场力，a为加速度。
电场力F=qE，所以a=F/m=(qE)/m。
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电场典例精析1.场强公式的使用条件【例1】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＝2rkQ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.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关2.理解场强的表达式【例1】在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN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；(4)M、N两点的场强哪点大；(5)如果把Q换成－1.0×10－9C的点电荷，情况如何.【拓展1】有质量的物体周围存在着引力场.万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强.由此可得，与质量为M的质点相距r处的引力场场强的表达式为E G＝(万有引力常量用G表示).3.理解场强的矢量性，唯一性和叠加性【例2】如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C.在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m.求：(1)C点的场强；(2)如果有一个电子静止在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何.4.与电场力有关的力学问题【例3】如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d，两板间电势差为U，极板与水平方向成37°角放置，有一质量为m的带电微粒，恰好沿水平方向穿过板间匀强电场区域.求：(1)微粒带何种电荷？(2)微粒的加速度多大？(3)微粒所带电荷量是多少？5.电场力做功与电势能改变的关系【例1】有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J.从B点移到C点时，电场力做功9×10－4 J.问：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？【拓展1】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下.若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为( )A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加6.电势与电场强度的区别和联系【例2】如图所示，a、b、c为同一直线上的三点，其中c为ab的中点，已知a、b 两点的电势分别为φa＝1 V，φb＝9 V，则下列说法正确的是( )A.该电场在c点的电势一定为5 VB.a点处的场强E a一定小于b点处的场强E bC.正电荷从a点运动到b点过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用，从a点运动到b点过程中动能一定增大【拓展2】如图甲所示，A、B是电场中的一条直线形的电场线，若将一个带正电的点电荷从A由静止释放，它只在电场力作用下沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图乙所示.比较A、B两点的电势和场强E，下列说法正确的是( )A.φA<φB，E A<E BB.φA<φB，E A>E BC.φA>φB，E A>E BD.φA>φB，E A<E B7.电场线、等势面、运动轨迹的综合问题【例4】如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab＝U bc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知( )A.P点的电势高于Q点的电势B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时大 练习(2009·全国Ⅰ)如图所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则( ) A.M 点的电势比P 点的电势高 B.将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功 C.M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差 D.在O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动8.综合题 1.如图所示,质量为m 、带电量为-q 的小球在光滑导轨上运动，半圆形滑环的半径为R ，小球在A 点时的初速为V 0，方向和斜轨平行.整个装置放在方向竖直向下，强度为E 的匀强电场中，斜轨的高为H ，试问：(1)小球离开A 点后将作怎样的运动? (2)设小球能到达B 点，那么，小球在B 点对圆环的压力为多少? (3)在什么条件下，小球可以以匀速沿半圆环到达最高点，这时小球的速度多大? 2.如图1.5-12所示，一根长L =1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为E =1.0×105N/C 、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。
杆的下端M 固定一个带电小球A ，电荷量Q =+4.5×10－6C ；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q =+1.0×10－6C ，质量m =1.0×10－2kg ．现将小球B 从杆的上端N 静止释放，小球B 开始运动．（静电力常量k =9.0 ×109N·m 2/C 2．取g =10m/s 2） （1）小球B 开始运动时的加速度为多大? （2）小球B 的速度最大时，距M 端的高度h 1为多大? （3）小球B 从N 端运动到距M 端的高度h 2=0.61m 时，速度为v =1.0m/s ，求此过程中小球B 的电势能改变了多少? 【正解】A 选项中同一球面上各处电场强度大小相等但方向不同，A 错，B 对；又因为电荷有正负，物理学中规定了正电荷的受力方向与场强方向相同，而场强的大小和方向由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，所以C 错，D 对. 【答案】BD 例1【解析】(1)F M ＝k 2r Qq ＝9×109×1×10－199×10－2 N,解得F M ＝1×10－8 N ，方向由M →O . (2)M 点的场强 E M ＝F M q ＝1×10－81×10－10 N/C,解得E M ＝102N/C ，方向由O →M .另法：利用点电荷的场强公式有E M ＝k 2rQ ＝9.0×109×1.0×10－90.32N/C, E M ＝102 N/C (3)E M ＝102 N/C ，方向由O →M .(4)M 点的场强大.(5)方向改变为相反，其大小相等.【拓展1】【解析】库仑力F C ＝k 2r Qq ，将q 视为Q 产生的电场中的试探电荷，则距Q 为r 处的场强为E ＝F C q ＝k 2r Q .与此类似，万有引力F G ＝2r GMm ，将m 视为M 产生的引力场中的试探物，则距M 为r 处的场强为E G ＝F G m ＝2r GM 例2【解析】(1)本题所研究的电场是点电荷Q 1和Q 2所形成的电场的合电场.因此C 点的场强是由Q 1在C 处场强E 1C 和Q 2在C 处的场强E 2C 的合场强.根据E ＝k 2r Q 得： E 1C ＝k 211r Q ＝9.0×109×2×10－14(6×10－2)2 N/C ＝0.05 N/C方向如图所示.同理求得： E 2C ＝k 212r Q ＝0.05 N/C ，方向如图所示. 根据平行四边形定则作出E 1C 和E 2C 的合场强如图所示. △CE 1C E C 是等边三角形，故E C ＝E 1C ＝0.05 N/C ，方向与AB 平行指向右. (2)电子在C 点所受的力的大小为： F ＝qE C ＝1.6×10－19×0.05 N＝0.8×10－20 N因为电子带负电，所以方向与E C 方向相反. 【思维提升】(1)解决此类问题，需要巧妙地运用对称性的特点，将相互对称的两个点电荷的场强进行叠加.(2)不在同一直线上电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果. 【例3】【解析】由于微粒恰好做直线运动，表明微粒所受合外力的方向与速度的方向在一条直线上，即微粒所受合外力的方向在水平方向，微粒受到重力mg 和电场力Eq 的作用.图1.5-12 A B H(1)微粒的受力如图所示，由于微粒所受电场力的方向跟电场线的方向相反，故微粒带负电荷.(2)根据牛顿第二定律有： F 合＝mg tan θ＝ma解得a ＝g tan θ＝34g(3)根据几何关系有：Eq cos θ＝mg而E ＝U d解得q ＝Umgd45 【思维提升】(1)本题考查了带电微粒在匀强电场中的匀变速直线运动、牛顿第二定律、电场力、匀强电场中场强与电势差的关系，这是一道综合性较强的试题，同时也可以考查学生学科内的综合能力.(2)确定带电微粒受到的电场力的方向及是否受重力是解答此题的关键所在. (3)由于微粒在电场中做直线运动，故一般从合运动出发，分析该题比较方便.【例1】【解析】(1)解法一：|U AB |＝|W AB ||q|＝6×10－43×10－6V ＝200 V因负电荷从A →B 克服电场力做功，必须是从高电势点移向低电势点，即φA >φB ，所以U AB ＝200 V|U BC |＝|W BC ||q|＝9×10－43×10－6V ＝300 V因负电荷从B →C 电场力做功，必是从低电势点移到高电势点，即φB <φC ，所以U BC ＝－300 VU CA ＝U CB ＋U BA ＝－U BC ＋(－U AB )，U CA ＝300 V －200 V ＝100 V解法二：由U ＝W q 得U AB ＝W AB q ＝－6×10－4－3×10－6V ＝200 VU BC ＝W BC q ＝9×10－4－3×10－6V ＝－300 VU AC ＝U AB ＋U BC ＝(200－300) V ＝－100 V U CA ＝－U AC ＝100 V(2)若φB ＝0，由U AB ＝φA －φB 得 φA ＝U AB ＝200 V由U BC ＝φB －φC 有φC ＝φB －U BC φC ＝0－(－300) V ＝300 V电荷在A 点电势能E pA ＝qφA ＝－3×10－6×200 J E pA ＝－6×10－4 J电荷在C 点电势能E pC ＝qφC ＝－3×10－6×300 J E pC ＝－9×10－4 J【思维提升】利用公式W ＝qU AB 计算时，有两种运算法.(1)正负号运算法：按照符号规定把电荷量q ，移动过程始、末两点电势差U AB及电场力的功W AB 代入公式计算.(2)绝对值运算法：公式中q ·U AB 、W AB 均为绝对值，算出数值后再根据“正(或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，电场力做正功(或电场力做负功)；正(或负)电荷从电势较低的点移到电势较高的点时，电场力做负功(或电场力做正功)”来判断.【解析】由油滴运动轨迹可知其合外力方向必为竖直向上，故该油滴必带负电，由a 运动到b 的过程中，动能增加.电势能减小，由于要克服重力做功，故动能和电势能之和减小，且运动过程中有动能、电势能、重力势能之和守恒，故由于动能增加必有重力势和电势能之和减小，故选C.【例2】【解析】由一条电场线不能确定这个电场是不是匀强电场，故E a 与E b 无法比较，而U ac 与U bc 的大小关系也不能确定，故A 、B 错；因为φb >φa ，故电场线方向为由b →a ，正电荷从a 点到b 点过程中电势能一定增大，动能一定减少，因此C 对，D 错.【答案】C【思维提升】本题考查的知识点为电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面及它们的关系，由于一条电场线无法判断，可以再多画几条电场线，如：【拓展2】【解析】由乙图可知，此正电荷的加速度越来越小，由牛顿第二定律a ＝Fm可知电场力由A →B 是减小的，又由F ＝qE ，可知E A >E B ，故A 、D 错；又正电荷由静止释放从A 向B 运动，可知电场力方向A →B ，场强方向A →B ，顺着电场线方向电势降低，所以，φA >φB ，C 对，B 错.（Ｃ）【例4】【正解】由图可知P 处的等势面比Q 处的等势面密，说明P 处的场强大于Q 处的场强.即在P 处受力应大些，根据牛顿第二定律，检验电荷在P 处的加速度大于在Q 处的加速度，D 正确.又电场线垂直于等势面，如图所示，电荷做曲线运动，且负电荷的受力F 的方向应指向运动轨迹的凹的一侧，该力与场强方向相反，所以电场线指向如图所示.判断P 、Q 处电势高低关系是φQ＞φP，电势越大，负电荷在该处具有的电势能就越小，A错，B对.或根据检验电荷的速度与所受电场力的夹角是否大于90°，可知当粒子向P点运动时，电场力总是对检验电荷做负功.功是能量变化的量度，可判断由Q→P电势能增加，B 选项正确；又因系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，C选项不正确.【答案】BD【解析】等势面垂直电场线，在原图与M点电势相同的等势面交P点所在电场线的一点M′，如右图所示，可得出φM＝φM′>φP，A对；负电荷由O→M电场力做负功，M→M′电场力不做功，M′→P电场力做负功，B错；EOM >EMN，C错；正电荷受力与电场方向相同，且y轴上各点场强方向相同，D对.【答案】AD【思维提升】要熟记电场线与等势面垂直，及顺着电场线电势降低；理解电场线与运动轨迹的区别.1.综合题．2.（1）3.2m/s2，（2）0.9m，（3）8.2×10－2J。