高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度 省一等獎(jiǎng)

電場(chǎng)強(qiáng)度（一）【考綱要求】靜電場(chǎng)，=1\*ROMANI級(jí)要求。電場(chǎng)強(qiáng)度，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，=2\*ROMANII級(jí)要求。電場(chǎng)線，=1\*ROMANI級(jí)要求?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1：電場(chǎng)的概念是什么？本質(zhì)？其基本性質(zhì)是？2：什么叫試探電荷？什么是場(chǎng)源電荷？3：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式是？與試探電荷有關(guān)嗎？其方向是如何規(guī)定的？4：點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式是？方向？【考點(diǎn)突破】典型例題1：A、B、C、DA弧帶正電q時(shí)，在圓心OE0，則當(dāng)A、B弧各帶正電q，C、Dq時(shí)，在圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為()B.0C.D.解析：選。反饋訓(xùn)練1：．典型例題2：解析：反饋訓(xùn)練2：所示，AB、BC、CA三根等長(zhǎng)帶電棒絕緣相連成正三角形，每根棒上電荷均勻分布，AB、BC帶電均為+q，CA帶電為-q，P點(diǎn)為正三角形中心，P、Q兩點(diǎn)關(guān)于AC邊對(duì)稱。現(xiàn)測(cè)得P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E1和E2，若撤去CA棒，則P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EP=__________，EQ=__________?！究键c(diǎn)鞏固】1.在兩個(gè)固定的等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,有一電量為q的粒子，僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻該粒子位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上M點(diǎn)，如圖所示，則該粒子的運(yùn)動(dòng)不可能是以下哪種形式()A．加速直線運(yùn)動(dòng)B．變加速曲線運(yùn)動(dòng)C．減速直線運(yùn)動(dòng)D．勻加速曲線運(yùn)動(dòng)2.水平面上A,B,C三點(diǎn)固定著三個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球（可視為點(diǎn)電荷）放置在0點(diǎn)，OABC恰構(gòu)成一棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正四面體，如圖10所示。已知靜電力常量為k,重力加速度為g，為使小球能靜止在0點(diǎn)，小球所帶的電荷量為（） A．B． C．D．3.如圖所示，在正方形四個(gè)頂點(diǎn)分別放置一個(gè)點(diǎn)電荷，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，則下列四個(gè)選項(xiàng)中，正方形中心處場(chǎng)強(qiáng)最大的是4.（多選）如圖，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電荷量為q，為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿足什么條件時(shí)，小球可在桿上保持靜止()．A．豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mg/qB．垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcosθ/qC．平行于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgsinθ/qD．水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgtanθ/q5.物理是一門精確的學(xué)科，但在某些問題未得到證實(shí)之前，通?？梢酝ㄟ^猜想，類比等知識(shí)遷移來判斷結(jié)論是否正確?，F(xiàn)有一外徑為R2，內(nèi)徑為R1的球殼，球殼單位體積帶電荷量為，在r>R2的范圍時(shí)，可以將其看為一個(gè)點(diǎn)電荷在空間激發(fā)的電場(chǎng)，即電場(chǎng)強(qiáng)度為，下面對(duì)于該球殼在空間中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度說法正確的是（）A．在r<R1的范圍內(nèi)，其場(chǎng)強(qiáng)一定為零B．當(dāng)r>R2時(shí)，根據(jù)題目已知信息，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)為C．當(dāng)r>R2時(shí)，根據(jù)題目已知信息，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)為D．在r<R1的范圍內(nèi)，其場(chǎng)強(qiáng)不可能為零6.如圖所示，三根細(xì)線長(zhǎng)度相同（質(zhì)量不計(jì)），用一根細(xì)線與A、B兩小球連接，另兩根把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，A小球帶負(fù)電，B小球不帶電，天花板下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E，三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，（不計(jì)AB間的靜電作用）兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．則該電場(chǎng)E可能為圖中的（）A．E1B．E2C．E37.如圖，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷和，分別固定在x=0和x=6cm的位置上。靜電力常量k=×109N·m2/C2(1)x坐標(biāo)軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為0的位置坐標(biāo)是什么?(2)坐標(biāo)軸上x=3cm處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向？8.如圖所示，一質(zhì)量為m=×10-2kg，帶電量為q=×10-6C的小球，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，假設(shè)電場(chǎng)足夠大，靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成60o角.小球在運(yùn)動(dòng)過程中電量保持不變，重力加速度g=10m/s2．[來（1）判斷小球帶何種電荷（2）求電場(chǎng)強(qiáng)度E（3）若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷，求經(jīng)過1s時(shí)小球的速度為多大？電場(chǎng)強(qiáng)度（二）【考綱要求】靜電場(chǎng)，=1\*ROMANI級(jí)要求。電場(chǎng)強(qiáng)度，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，=2\*ROMANII級(jí)要求。電場(chǎng)線，=1\*ROMANI級(jí)要求?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1：什么是電場(chǎng)線？2：電場(chǎng)線的特點(diǎn)有哪些？3：電場(chǎng)力的表達(dá)式是什么？與哪些物理量有關(guān)？4：用電場(chǎng)線表示以下電場(chǎng)：正點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)，等量異種電荷的電場(chǎng)，等量同種電荷的電場(chǎng)5：什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)？其只要特征是什么？【考點(diǎn)突破】典型例題1：關(guān)于電場(chǎng)線的下列說法中正確的是：（）A、電場(chǎng)線并非真實(shí)存在，是人們假想出來的B、電場(chǎng)線既能反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也能反映電場(chǎng)的方向C、只要初速度為零，正電荷必將沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)D、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布是均勻、相互平行的直線解析：電場(chǎng)線是形象地了解電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向而引入的，并不真實(shí)存在；電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線上各點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，注意：孤立的電場(chǎng)線不能反映場(chǎng)強(qiáng)大??；電場(chǎng)線方向反映正電荷的受力方向和正電荷的移動(dòng)方向不一定相同；勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線必為等間距平行線。所以選ABD。反饋訓(xùn)練1：如圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為+q的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)為(

)A.繼續(xù)勻速下滑B.將加速下滑C.將減速下滑D.上述三種情況都可能發(fā)生典型例題2：如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有與x軸方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，如果把一個(gè)帶電量－q的試探電荷放在c點(diǎn)，則恰好平衡，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為多少？解析：圖示空間有勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是兩個(gè)電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)。由帶電量為－q的試探電荷在c處于平衡可得：解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為：由正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸的正方向。在a點(diǎn)，為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即在b點(diǎn)，為兩個(gè)等大、互相垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即反饋訓(xùn)練2：如圖所示，在真空中有兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q。直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn)。a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對(duì)稱點(diǎn)，c、d是直線MN上的兩個(gè)點(diǎn)。下列說法中正確的是(

)A．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場(chǎng)力先增大后減小B．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場(chǎng)力先減小后增大C．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場(chǎng)力先增大后減小D．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場(chǎng)力先減小后增大：【考點(diǎn)鞏固】1.（單選）四種電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示．一正電荷q僅在電場(chǎng)力作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)作加速運(yùn)動(dòng)，且加速度越來越大．則該電荷所在的電場(chǎng)是圖中的2.（單選）如圖所示，電場(chǎng)中一負(fù)離子只受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．離子在A點(diǎn)的速度大小為v0，速度方向與電場(chǎng)方向相同．能定性反映該離子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的速度－時(shí)間(v－t)圖象是()3.（單選）一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，即abc為運(yùn)動(dòng)軌跡，不是電場(chǎng)線，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的．關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在b點(diǎn)的切線）（）A．B．C．D．4.（單選）如圖所示，xoy平面是無窮大導(dǎo)體的表面，該導(dǎo)體充滿z＜0的空間，z＞0的空間為真空。將電荷為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處，則在xoy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷。空間任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，則在z軸上處的場(chǎng)強(qiáng)大小為（k為靜電力常量）()A．B．C．D．5.（單選）兩個(gè)帶電荷量分別為Q1、Q2的質(zhì)點(diǎn)周圍的電場(chǎng)線如圖所示,由圖1可知()A.兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷,且Q1>Q2B.兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷,且Q1<Q2C.兩質(zhì)點(diǎn)帶同號(hào)電荷,且Q1>Q2D.兩質(zhì)點(diǎn)帶同號(hào)電荷,且Q1<Q26.（單選）電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如右圖所示，在A、B、C、D四點(diǎn)中，電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是：A．A點(diǎn)B．B點(diǎn)C．C點(diǎn)D．D點(diǎn)7.如圖所示,在豎直平面內(nèi)一個(gè)帶正電的小球質(zhì)量為m,所帶的電荷量為q，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線系在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中的O點(diǎn).勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，分布的區(qū)域足夠大.現(xiàn)將帶正電小球從O點(diǎn)右方由水平位置A點(diǎn)無初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度恰好為零.(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(2)若小球從O點(diǎn)的左方由水平位置C點(diǎn)無初速度釋放，則小球到達(dá)最低點(diǎn)B所用的時(shí)間t是多少？8.在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，電場(chǎng)力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象如圖中直線a，b所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。求：（1）B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。（2）試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說明理由。（3）點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)。電場(chǎng)強(qiáng)度（一）二、【自主學(xué)習(xí)】問題1：概念：電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。帶電體間的相互作用是通過周圍的電場(chǎng)發(fā)生的。本質(zhì)：場(chǎng)和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量。場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用。問題2：試探電荷：用來檢測(cè)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷。場(chǎng)源電荷：激發(fā)或產(chǎn)生我們正在研究的電場(chǎng)的電荷，是電場(chǎng)的來源。問題3：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，適用于任何電場(chǎng)。由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定，與放不放電荷、以及放入電荷的電性電量均無關(guān)。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定電場(chǎng)的方向是正電荷受力的方向。問題4：點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度，其中Q的點(diǎn)電荷的電荷量。方向是正電荷所受靜電力的方向。若Q為正電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)連線指向該點(diǎn)，反之，則指向Q。三、【考點(diǎn)突破】反饋訓(xùn)練一：根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式得：只在F處放一電量為﹣Q的點(diǎn)電荷，則中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。粼僭贏、B、C、D、E處各放一電量為+Q的點(diǎn)電荷，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理得B和E的疊加后場(chǎng)強(qiáng)為零，A和D的疊加后場(chǎng)強(qiáng)為零，所以中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于F和C的場(chǎng)強(qiáng)疊加，即2．故答案為：，2．反饋訓(xùn)練二：，（寫成也可以）四、【考點(diǎn)鞏固】由于B球靜止不動(dòng)，故B球受力平衡；因BC豎直，故小球只能受重力及BC的拉力，AB沒有彈力；

對(duì)A球受力分析可知，A受重力，AC的拉力及電場(chǎng)力而處于平衡狀態(tài)，因此三力應(yīng)合力為零，由力的合成知識(shí)可知，電場(chǎng)力只能沿E4的方向，因粒子帶負(fù)電，故電場(chǎng)E的方向應(yīng)沿E2的方向7.解（1）電場(chǎng)強(qiáng)度為0的位置只能在Q2右側(cè)，滿足：E1=E2其中代入數(shù)據(jù)，得坐標(biāo)x=12cm(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度疊加，,代入數(shù)據(jù)，得,方向沿x軸正方向。8.(1）小球帶負(fù)電（2）小球的電場(chǎng)力F=qE由平衡條件得：F=mgtanθ解得電場(chǎng)強(qiáng)度E＝×N/C（3）剪斷細(xì)線后小球做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1s時(shí)小球的速度為V.小球所受合外力F合=mg/cosθ由牛頓第二定律有F合=ma又運(yùn)動(dòng)學(xué)公式V=at解得小球的速度V=20m/s電場(chǎng)強(qiáng)度（二）【自主學(xué)習(xí)】問題1：電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而假想的一條條有方向的曲線。曲線上每點(diǎn)的切線的方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。問題2：電場(chǎng)線的特點(diǎn)：1、從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，2、在電場(chǎng)中永不相交，3、強(qiáng)度大的地方電場(chǎng)線密，反之稀疏，4、電場(chǎng)線上任一點(diǎn)順著電場(chǎng)線的切線方向，表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，5、電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的，是為了形象描述電場(chǎng)而假想的。問題3：,電場(chǎng)力由電荷和場(chǎng)強(qiáng)共同決定，而場(chǎng)強(qiáng)是由電場(chǎng)本身決定。問題4：略問題5：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。主要特征：電場(chǎng)線相互平行，且間隔大小相等?！究键c(diǎn)鞏固】、電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與速度方向不在同一直線上，應(yīng)指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，不可能沿軌跡的切線方向，則場(chǎng)強(qiáng)也不可能沿軌跡的切線方向．故A錯(cuò)誤．B、負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，圖中電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，電荷的速率增大，與題不符．故B錯(cuò)誤．C、圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則電場(chǎng)力指向軌跡的外側(cè)，電荷的軌跡應(yīng)向上彎曲，不可能沿如圖的軌跡運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤．D、圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的外側(cè)，則電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，而且電場(chǎng)力方向與電荷的速度方向成鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的速率減小，符合題意．故