电场　电场强度-2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）（原卷版）

1.3电场电场强度考点精讲考点1：电场强度的理解1．公式E＝eq\f(F,q)和E＝keq\f(Q,r2)的比较公式E＝eq\f(F,q)E＝keq\f(Q,r2)本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝eq\f(1,r2)2.计算电场强度的几种方法方法适用情况用定义式E＝eq\f(F,q)求解常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况用E＝keq\f(Q,r2)求解仅适用于真空中的点电荷产生的电场【例1】在真空中的O点放一个电荷量Q＝＋1.0×10－9C的点电荷，直线MN通过O点，O、M的距离r＝30cm，M点放一个电荷量q＝－1.0×10－10C的试探电荷，如图所示，(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2)，(1)求试探电荷在M点受到的作用力；(2)求M点的场强；(3)求拿走试探电荷后M点的场强；(4)拿走试探电荷后，M、N两点的场强哪个大？【技巧与方法】1场源电荷产生电场，并决定各点场强的大小和方向，与试探电荷无关。2E＝eq\f(F,q)是定义式，适用于一切电场；E＝keq\f(Q,r2)只适于真空中点电荷的电场。3电场力与场强E和试探电荷均有关。【针对训练】1．如图所示是在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是()A．A、B、C、D四点的电场强度大小相等B．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是ED>EA>EB>ECC．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是EA>EB>ED>ECD．无法确定这四个点的电场强度大小关系考点2：电场强度的叠加1．电场强度是矢量，当空间的电场是由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向。2．比较大的带电体产生的电场，可以把带电体分解为若干小块，每小块看作点电荷，用电场叠加的方法计算。【例2】如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：(1)两点电荷连线的中点O的场强？(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强？【技巧与方法】合场强的求解技巧电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。当两矢量满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算。【针对训练】2．例2中，若点电荷B的电荷量为＋Q，其他条件不变，求O点和P点的场强？考点3：电场线的理解和应用1．点电荷的电场线（1）点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反，如图所示。甲乙（2）以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同。（3）同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同。2．等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线分布图连线上的场强大小O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大中垂线上的场强大小O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小关于O点对称的点A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向3.电场线与带电粒子的运动轨迹重合的条件（1）电场线是直线。（2）带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线。（3）带电粒子初速度为零或初速度的方向与电场线在同一条直线上。以上三个条件必须同时满足。【例3】(多选)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点的动能小于它在N点的动能【技巧与方法】确定带电粒子在电场中运动轨迹的思路确定电场方向：根据电场强度的方向或电场线的切线方向来确定。确定带电粒子受力方向：正电荷所受电场力与场强方向相同，负电荷所受电场力与场强方向相反。确定带电粒子运动轨迹：带电粒子的运动轨迹向受力方向偏转。【针对训练】3．如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是()A．该电场是匀强电场B．电场线的方向由N指向MC．电子在a处的加速度小于在b处的加速度D．因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹考点达标考点1电场强度的理解1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是()A．由E＝eq\f(F,q)可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比B．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关C．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D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零2．一个试探电荷q，在电场中某点受到的电场力为F，该点的场强为E，下列选项中能正确反映q、E、F三者关系的是()3．对电场强度公式E＝eq\f(kQ,r2)有几种不同理解，其中正确的是()A．只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强EB．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同C．当离场源电荷距离r→0时，场强E→∞D．当离场源电荷距离r→∞时，场强E→0考点2电场强度的叠加4．点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图所示，电场强度为零的地方在()A．A和B之间 B．B左侧C．A右侧 D．A的右侧及B的左侧5．在等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，如图所示。若拿走C处的点电荷，则下列关于A处电场强度的说法正确的是()A．大小仍为E，方向由A指向BB．大小仍为E，方向由B指向AC．大小变为eq\f(E,2)，方向不变D．不能得出结论考点3电场线的理解和应用6．(多选)四种电场中分别标有a、b两点，两点电场强度相同的是()甲乙丙丁A．甲图：与点电荷等距的a、b两点B．乙图：等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图：等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图：匀强电场中的a、b两点7．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()A．c点的电场强度大于b点的电场强度B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C．b点的电场强度大于d点的电场强度D．a点和b点的电场强度的方向相同8．如图所示是某静电场的一部分电场线的分布情况，下列说法中正确的是()A．这个电场可能是负点电荷的电场B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C．负电荷在B点处受到的电场力的方向沿电场线的切线方向D．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)9．(多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子()A．电性与场源电荷的电性相同B．在a、b两点所受电场力大小Fa>FbC．在a、b两点的速度大小va>vbD．在a、b两点的动能Eka<Ekb10．如图所示，电荷量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的a、b两点关于薄板对称，到薄板的距离都是d。若图中a点的电场强度为零，则b点的电场强度大小和方向分别为(静电力常量为k)()A．eq\f(kq,d2)，垂直薄板向左 B．eq\f(8kq,9d2)，垂直薄板向右C．eq\f(kq,9d2)，垂直薄板向左 D．eq\f(10kq,9d2)，垂直薄板向左11．在一