1、课时训练3电场强度题组一电场电场强度1.(多选)关于电场,下列说法中正确的是()A.电荷的周围分布的电场线就是电场B.电场是电荷周围空间实际存在的物质C.电荷间的相互作用是通过电场作媒介产生的D.由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力F成正比解析:电场线是为了方便描述电场而引入的假想曲线,电场是电荷周围客观存在的物质,选项A是错误的,选项B是正确的;电荷间的相互作用是通过电场产生的,选项C是正确的;电场强度虽然是由电荷所受的静电力F和电荷量q定义的,但电场强度E与静电力F和电荷量q无关,只由场源电荷及在电场中的位置有关,选项D是错误的。答案:BC2.关于电场强
2、度和静电力,以下说法正确的是()A.电荷所受静电力很大,该点的电场强度一定很大B.以点电荷为圆心、r为半径的球面上各点的电场强度相同C.若空间某点的电场强度为零,则试探电荷在该点受到的静电力也为零D.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度E=,取走q后,该点电场强度为0解析:电场强度是矢量,其性质由场源电荷决定,与试探电荷无关,而静电力则与电场强度和试探电荷都有关系,电荷所受静电力很大,未必是该点的电场强度一定大,还与电荷量q有关,选项A错误;以点电荷为圆心,r为半径的球面上各点的电场强度大小相同,而方向各不相同,选项B错误;在空间某点的电场强度为零,则试探电荷在该点受到的静电力也为零,选
3、项C正确;在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度E=,取走q后,该点电场强度不变,与是否放入试探电荷无关,选项D错误。答案:C题组二点电荷电场强度电场的叠加3.右图是点电荷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点的电场强度解析:点电荷的电场是向外辐射的,电场线密的地方电场强度大,所以选项A正确。答案:A4.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
4、三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态,则匀强电场电场强度的大小为()A.B.C.D.解析:带电小球a、b在c球位置处的电场强度大小均为Ea=,方向如图所示,根据平行四边形定则,其合电场强度大小Eab=,该电场应与外加的匀强电场E等大反向,即E=,选项B正确。答案:B5.在真空中O点放一个点电荷Q=+1.010-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.010-10 C,如图所示。求:(1)q在M点受到的作用力;(2)M点的电场强度;(3)拿走q后M点的电场强度。解析:
5、(1)电场是一种物质,电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力,根据库仑定律得FM=k N=1.010-8 N,因为Q为正电荷,q为负电荷,作用力是吸引力,所以力的方向沿MO指向O。(2)M点的电场强度EM= N/C=100 N/C,其方向沿OM连线背离O。(3)电场强度是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的电荷Q决定的,与试探电荷q是否存在无关,所以M点电场强度不变。答案:(1)1.010-8 N,方向沿MO指向O(2)100 N/C,方向沿OM连线背离O(3)100 N/C,方向沿OM连线背离O题组三电场线匀强电场6.(多选)关于电场线的说法,正确的是()A.
6、电场线的方向就是电荷受力的方向B.正电荷只在静电力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受静电力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的解析:电场中正电荷的受力方向与电荷在该点电场线的切线方向一致,负电荷的受力方向与该点电场线的切线方向相反,选项A是错误的;正电荷只在静电力作用下,其运动轨迹由受力方向和初速度方向共同决定,不一定沿着电场线的方向,选项B是错误的;电场线的疏密反映电场的强弱,同一电荷在电场越强的地方静电力越大,选项C是正确的;静电场是由电荷产生的,电场线是由正电荷指向负电荷或者无穷远处,所以不是闭合的,选项D是正确的。答案:CD7.如图所示,空间有一电场,电场中有两个
7、点A和B。下列表述正确的是()A.该电场是匀强电场B.A点的电场强度比B点的大C.B点的电场强度比A点的大D.正电荷在A、B两点受力方向相同解析:匀强电场的电场线是平行且等间距的,选项A错误;电场线的疏密程度表示电场强度的相对大小,选项B正确,选项C错误;正电荷在某点的受力方向为该点电场线的切线方向,故正电荷在A、B两点受力方向不相同,选项D错误。答案:B8.在如图所示的4种电场中,A、B两点电场强度相同的是()解析:电场强度是矢量,既有大小又有方向,故只有选项C中的A、B两点的电场强度是相等的。答案:C(建议用时:30分钟)1.电场中A、B、C三点的电场强度分别为EA=-6 V/m、EB=4
8、 V/m、EC=-2 V/m,则这三点的电场由强到弱的顺序是() A.ABCB.BCAC.CABD.ACB解析:电场强度是矢量,正号和负号只表示方向,不表示大小,因此电场强度大小的顺序是ABC,因此选项A正确。答案:A2.真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处,放一个带电荷量为q(qQ)的点电荷,q受到的静电力大小为F,则A点的电场强度为()A.B.C.kD.k解析:由电场强度的定义式E=可知,选项A、B错误;由点电荷的电场强度公式E=k可知,选项C错误,D正确。答案:D甲3.一负电荷由电场中的A点由静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图象如图甲所示,则A、B两点所在
9、区域的电场线分布情况可能是乙图中的()乙解析:由v-t图象可知负电荷做加速运动,故静电力方向指向B,则电场方向应指向A,A、D错误;由v-t图象可知加速度逐渐增大,表示电场强度越来越大,所以C正确,B错误。答案:C4.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图为点电荷A、B所形成电场的电场线分布,以下几种说法正确的是()A.A、B为异种电荷,A的电荷量大于B的电荷量B.A、B为异种电荷,A的电荷量小于B的电荷量C.A、B为同种电荷,A的电荷量大于B的电荷量D.A、B为异种电荷,A的电荷量等于B的电荷量解析:由题中图形可知一系列电场线在A、B之间,则一定为异种电荷,由电场线左右不对称可知,两
10、电荷的电荷量是不等量的,又根据电场线的疏密可知B所带电荷量大,则正确选项为B。答案:B5.在一个电场中a、b、c、d四点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷所受静电力跟其电荷量的关系图象如图中1、2、3、4所示,下列叙述正确的是()A.这个电场是匀强电场B.电场强度大小关系是E4E1E2E3C.电场强度大小关系是E1E2E4E3D.无法确定四个点的电场强度大小关系解析:对于电场中给定的位置,放入的试探电荷的电荷量不同,它受到的静电力不同,但是静电力F与试探电荷的电荷量q的比值即为电场强度E,E是不变的量,因为F=Eq,所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线。根据F=Eq,结合题中“试探电荷所受静
11、电力跟其电荷量的关系图象”可知:斜率的绝对值表示电场强度的大小。斜率的绝对值关系是|k4|k1|k2|k3|,则电场强度大小是E4E1E2E3,所以B正确,而A、C、D错误。答案:B6.(多选)右图是电场中某一条电场线,下列说法中正确的是()A.A、B两点电场方向相同B.A、B两点电场大小关系是EAEBC.电场线是直线,则EA=EBD.不知附近的电场线分布,EA、EB的大小关系不确定解析:电场线的方向表示该处电场的方向,因为该条电场线是直线,因此,A点和B点电场的方向相同,选项A正确。电场中电场线密集的地方电场强度大,电场线稀疏的地方电场强度小,一条电场线无法判断电场强度的大小关系,选项B、C
12、错误,选项D正确。答案:AD7.(多选)把质量为m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C.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解析:如果电场线是曲线则运动轨迹不和电场线重合,因此选项A错误,选项B正确。电场线的切线方向和点电荷的受力方向一致,而点电荷的受力方向和点电荷的加速度方向一致,因此,选项C错误,选项D正确。答案:BD8.(多选)AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。将电荷量分别为+q
13、和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷()A.应放在A点,Q=2qB.应放在B点,Q=-2qC.应放在C点,Q=-qD.应放在D点,Q=q解析:先将+q、-q在O点产生的电场强度合成,因为+q、-q与O点构成等边三角形,可求出合电场强度E0方向水平向右,大小E0=E1=E2,如图所示。欲使圆心O处的电场强度为零,所放置的点电荷Q在O点产生的电场强度方向必须水平向左,且大小也为E0。若在A点和B点放置点电荷Q,则它产生的电场强度只能沿竖直方向,达不到目的。若在C点放置点电荷Q,则必为负电荷
14、且Q=-q,选项C对。若在D点放置点电荷Q,则必为正电荷,且Q=q,选项D对。答案:CD9.如图所示,A为带正电荷Q的金属板,沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球受水平向右的静电力作用而偏转角后静止。设小球是用绝缘丝线悬挂于O点,求小球所在处的电场强度。解析:对小球的受力分析如图所示,由平衡条件得F电=mgtan 由电场强度的定义式得小球所在处的电场强度E=mg由于小球带正电,且其所受静电力方向水平向右,所以小球所在处的电场强度方向水平向右。答案:mg,方向水平向右10.电荷量q=110-4 C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10 m/s2,求:(1)物块的质量m;(2)物块与水平面之间的动摩擦因数。解析:(1)由题图可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有qE1-mg=ma,2 s后物体做匀速直线运动,由力的平衡条件有qE2=mg。联立解得q(E1-E2)=ma。由题图可得E1=3104 N/C,E2=2104 N/C,a=1 m/s2,代入数据可得m=1 kg。(2)=0.2。答案:(1)1 kg(2)0.2