1、1.3 电场强度（一）【考纲要求】静电场，I级要求。电场强度，点电荷的场强，II级要求。电场线，I级要求。【自主学习】1：电场的概念是什么？本质？其基本性质是？2：什么叫试探电荷？什么是场源电荷？3：电场强度的定义式是？与试探电荷有关吗？其方向是如何规定的？4：点电荷电场的电场强度表达式是？方向？【考点突破】典型例题1：如图所示，一均匀细金属圆环是由四个互相绝缘的四分之一圆弧A、B、C、D组成，已知当有A弧带正电q时，在圆心O处产生的电场强度大小为E0，则当A、B弧各带正电q，C、D弧各带负电q时，在圆心O处的场强大小为( ) A. B.0 C. D.解析：选D。只有A弧带正电时，在O点的场强
2、大小为E0，由于电荷均匀分布，可知E0应与竖直方向成45角，所以B弧带正电为q时，在O点的场强大小也为E0，且与A弧产生的场强垂直因为C、D弧带负电，所以D弧在O点产生的场强大小为E0，方向与B弧产生的场强方向相同；C弧在O点产生的场强大小为E0，方向与A弧产生的场强相同由场强叠加可知，在O点的合场强小为。反馈训练1：A、B、C、D、E、F分别是正六边形的六个顶点，各顶点到正六边形中心O的距离为a现只在F处放一电量为Q的点电荷，则中心O处的电场强度的大小为_；若再在A、B、C、D、E处各放一电量为+Q的点电荷，则中心O处的电场强度的大小变为_典型例题2：如图所示，倾角为的斜面AB是粗糙且绝缘的
3、，AB长为L，C为AB的中点，在A、C之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场，与斜面垂直的虚线CD为电场的边界现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小物块(可视为质点)，从B点开始在B、C间以速度v0沿斜面向下做匀速运动，经过C后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端A时的速度大小为v.试求： (1)小物块与斜面间的动摩擦因数(2)匀强电场场强E的大小解析：(1)小物块在BC上匀速运动，由受力平衡得，而，由以上几式解得，(2)小物块在CA上做匀加速直线运动，受力情况如图所示，则,。根据牛顿第二定律得，。由以上几式解得反馈训练2：所示，AB、BC、CA三根等长带电棒绝缘相连成正三角形，每根棒上电荷均匀分布，A
4、B、BC带电均为+q，CA带电为-q，P点为正三角形中心，P、Q两点关于AC边对称。现测得P、Q两点的电场强度大小分别为E1和E2，若撤去CA棒，则P、Q两点的电场强度大小分别为EP=_，EQ=_。【考点巩固】1.在两个固定的等量同种点电荷形成的电场中, 有一电量为q的粒子，仅在电场力作用下运动，某时刻该粒子位于两点电荷连线的中垂线上M点，如图所示，则该粒子的运动不可能是以下哪种形式( )A加速直线运动 B变加速曲线运动C减速直线运动 D匀加速曲线运动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
5、正四面体，如图10所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g，为使小球能静止在0点，小球所带的电荷量为（ ）A BC D3.如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是4.（多选）如图，光滑绝缘细杆与水平面成角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止()A竖直向上，场强大小为mg/qB垂直于杆斜向上，场强大小为mgcos /qC平行于杆斜向上，场强大小为mgsin /q D水平向右，场强大小为mgtan /q5.物理是一门精确的学科
6、，但在某些问题未得到证实之前，通常可以通过猜想，类比等知识迁移来判断结论是否正确。现有一外径为R2，内径为R1的球壳，球壳单位体积带电荷量为，在rR2的范围时，可以将其看为一个点电荷在空间激发的电场，即电场强度为，下面对于该球壳在空间中产生的电场强度说法正确的是（ ）A在rR2时，根据题目已知信息，电场强度应为C当rR2时，根据题目已知信息，电场强度应为D在rQ2 B.两质点带异号电荷,且Q1Q2 D.两质点带同号电荷,且Q1Q26.（单选）电场中某区域的电场线分布如右图所示，在A、B、C、D四点中，电场强度最大的是：AA点 BB点CC点 DD点7.如图所示,在竖直平面内一个带正电的小球质量为
7、m,所带的电荷量为q，用一根长为L不可伸长的绝缘细线系在一匀强电场中的O点.匀强电场方向水平向右，分布的区域足够大.现将带正电小球从O点右方由水平位置A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零.(1)求匀强电场的电场强度E的大小;(2)若小球从O点的左方由水平位置C点无初速度释放，则小球到达最低点B所用的时间t是多少？8.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2.0m和5.0m。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象如图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负
8、电。求：（1）B点的电场强度的大小和方向。（2）试判断点电荷Q的电性，并说明理由。（3）点电荷Q的位置坐标。1.3电场强度（一）二、【自主学习】问题1：概念：电荷周围存在的一种特殊物质。带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。本质：场和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量。场与实物是物质存在的两种不同形式。基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。问题2：试探电荷：用来检测电场是否存在及其强弱分布情况的电荷。场源电荷：激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。问题3：电场强度的定义，适用于任何电场。由电场本身性质决定，与放不放电荷、以及放入电荷的电性电量均无关。电场强度是矢量，规
9、定电场的方向是正电荷受力的方向。问题4：点电荷电场强度，其中Q的点电荷的电荷量。方向是正电荷所受静电力的方向。若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点连线指向该点，反之，则指向Q。三、【考点突破】反馈训练一：根据点电荷场强公式得：只在F处放一电量为Q的点电荷，则中心O处的电场强度的大小若再在A、B、C、D、E处各放一电量为+Q的点电荷，根据电场强度的叠加原理得B和E的叠加后场强为零，A和D的叠加后场强为零，所以中心O处的电场强度的大小等于F和C的场强叠加，即2故答案为：，2反馈训练二：，（写成也可以）四、【考点巩固】1.D 2.C 3.B 4.ACD 5.A 6.B由于B球静止不动，故B球受力平衡；因
10、BC竖直，故小球只能受重力及BC的拉力，AB没有弹力；对A球受力分析可知，A受重力，AC的拉力及电场力而处于平衡状态，因此三力应合力为零，由力的合成知识可知，电场力只能沿E4的方向，因粒子带负电，故电场E的方向应沿E2的方向7.解（1）电场强度为0的位置只能在Q2右侧，满足： E1=E2 其中 代入数据，得坐标x=12cm (2)由电场强度叠加，, 代入数据，得,方向沿x轴正方向。8.(1）小球带负电 （2）小球的电场力F =qE 由平衡条件得：F =mgtan 解得电场强度E N/C（3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动，经过1s时小球的速度为V . 小球所受合外力F合=mg/co
11、s 由牛顿第二定律有F合=ma 又运动学公式V =at 解得小球的速度V =20m/s 1.3电场强度（二）【自主学习】问题1：电场线是为了形象描述电场而假想的一条条有方向的曲线。曲线上每点的切线的方向表示该点的电场强度的方向。问题2：电场线的特点：1、从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无穷远，2、在电场中永不相交，3、强度大的地方电场线密，反之稀疏，4、电场线上任一点顺着电场线的切线方向，表示该点的场强方向，5、电场线不是实际存在的，是为了形象描述电场而假想的。问题3：,电场力由电荷和场强共同决定，而场强是由电场本身决定。问题4：略问题5：如果电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这个电
12、场就叫做匀强电场。主要特征：电场线相互平行，且间隔大小相等。四、 【考点巩固】1.D 2.D3.A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向故A错误B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符故B错误C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动故C错误D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意故
13、D正确故选D4.D 5.A 6.B7.(1)对小球由A到B的过程，由动能定理得0=mgL-qEL,所以(2)小球由C点释放后，将做匀加速直线运动，到B点时的速度为vB.小球做匀加速直线运动的加速度为a8.（1）由图可知，B点的电场强度，方向指向x负方向。同理A点的电场强度EA=40N/C，方向指向x正方向。（2）点电荷Q应位于A、B两点之间，带负电荷。（3）设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场E=可知解得x=2.6m。（另解x=1舍去）9.:(1)水平方向上,小球做匀速直线运动R+Rcos=v0t 得=0.16s(2)在竖直方向上,小球做匀加速直线运动mg+qE=ma, 得E=300 V/m.
