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2025人教高中物理同步讲义练习必修三9.3电场电场强度第1课时(人教版2019必修第三册)(含答案)第九章静电场及其应用第3节电场电场强度第1课时课程标准学习目标知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。1.知道电场的概念及电场的基本性质.2.理解电场强度及其定义式,并能用该公式进行有关计算.3.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加.4.通过电场强度知识应用的实例,感受物理中科学技术与社会的紧密联系,体会科学知识的应用价值,进一步增强学生的学习动力和科学意识。(一)课前阅读:1.人体带电,长头发竖起散开的奥秘通过起电机使人体带电,人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象?你会解释产生这一现象的原因吗?人体带上静电,同种电荷相互排斥,使头发会竖起散开。2.电场19世纪30年代,英国科学家法拉第提出一种观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场”。电场是看不见、摸不着的。处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。(二)基础梳理一、电场电场强度1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷:为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷,是电荷量和体积都的点电荷.(2)场源电荷:的带电体所带的电荷,也叫源电荷.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的与它的之比,叫作该点的电场强度.(2)定义式:E=eq\f(F,q).(3)单位:.(4)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向,与负电荷在该点所受静电力的方向.【概念衔接】场是物质存在的一种形式物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。【即学即练】1.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E=eq\f(F,q)可知,E与F成正比,与q成反比.()(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同,当该点放置负电荷时,电场强度反向.()二、点电荷的电场电场强度的叠加1.电荷守恒定律:电荷既不会,也不会,它只能从一个物体转移到,或者从物体的一部分转移到;在转移过程中,电荷的保持不变.2.电荷守恒定律的另一表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,保持不变.3.元电荷:最小的电荷量,e=C,由测得.所有带电体的电荷量都是e的.4.比荷:带电粒子的与其的比值.【拓展补充】均匀带电球体外部场强可以证明,一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同即式中的r是球心到该点的距离(r>R),为整个球体所带的电荷量。一、电场强度1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的,与试探电荷无关.2.电场强度是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反.3.公式E=eq\f(F,q)可变形为F=qE,正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反.【典例精析】例1.如图所示,在一带负电荷的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10-8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6N,方向如图,则:(1)B处电场强度多大?方向如何?(2)如果换成一个q2=+4.0×10-7C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处电场强度多大?(3)如果将B处电荷拿走,B处的电场强度是多大?二、点电荷的电场电场强度的叠加1.对点电荷电场强度公式E=keq\f(Q,r2)的理解.(1)E=keq\f(Q,r2)仅适用于真空中的点电荷的电场,而E=eq\f(F,q)适用于任何电场.(2)在计算式E=keq\f(Q,r2)中,r→0时,电场强度E不可以认为无穷大.因为r→0时,带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了.2.均匀带电球体之外某点的电场强度E=eq\f(kQ,r2),式中r为球心到该点的距离.3.电场强度是矢量,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,对于互成角度的电场强度的叠加,合成时遵循平行四边形定则.【典例精析】例2.如图所示,等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、-q、-q,已知三角形边长为eq\r(3)L,静电力常量为k,则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何?1.电场的性质(1)唯一性:电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方,电场强度一般是不同的。(2)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。2.与的比较公式本质区别定义式决定式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q的意义q表示引入电场的(试探、检验)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量关系E用F与q的比值来表示,但E的大小与F、q的大小无关E不仅用Q、r来表示,且E∝Q,E∝一、单选题1.下列关于电场的说法中正确的是()A.电荷周围有的地方存在电场,有的地方没有电场B.电场只能存在于真空中,不可能存在于物体中C.电场看不见、摸不着,因此电场不是物质D.电荷间的作用是通过电场传递的2.电场中有一点P,下列说法中正确的是()A.若放在P点的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点没有放电荷,则P点场强为零C.P点场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同3.如图,电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为(
)A.,方向与F相反 B.,方向与F相反C.,方向与F相同 D.,方向与F相同4.真空中有一个电场,在其中某点放入电荷量为6.0×10-9C的点电荷,它受到的电场力为3.0×10-4N,则该点的电场强度的大小为()A.5.0×104N/C B.5.0×105N/CC.5.0×105C/N D.5.0×104C/N5.关于电场强度有下列说法,正确的是()A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力B.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C.在点电荷Q附近的任意一点,如果没有把试探电荷q放进去,则这一点的电场强度为零D.根据公式可知,电场强度跟电场力成正比,跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比6.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,,电荷量相等的两个异种点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为,与之比为()A. B. C. D.7.直角坐标系中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为()A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向8.如图,电荷量为的点电荷与电荷量为的均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O。若图中A点的电场强度大小为,方向水平向右,则图中B点的电场强度大小为(静电力常量为k)()A. B.C. D.二、多选题9.在电场中的某点A处放一试探电荷,它所受的静电力大小为F,方向水平向右,则A点的电场强度大小为,方向水平向右。下列说法正确的是()A.在A点放一个负试探电荷,A点的电场强度方向变为水平向左B.在A点放一个负试探电荷,它所受的静电力方向水平向左C.在A点放一个电荷量为的试探电荷,它所受的静电力大小为D.在A点放一个电荷量为的试探电荷,则A点的电场强度大小变为10.如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是()A. B. C. D.11.如图所示为在同一点电荷电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像,那么下列叙述正确的是()A.这个电场的场强相同B.a、b、c、d四点的场强大小关系是C.同一点的电场强度随检验电荷电荷量的增大而增大D.a、b、c、d四点一定在同一直线上12.如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示,则(
)A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为C.点电荷Q在A、B之间 D.点电荷Q在O、B之间三、解答题13.在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,O、M的距离r=30cm,在M点放一个点电荷,其电荷量q=-1.0×10-10C,如图所示。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,求:(1)M点处点电荷受到的作用力;(2)M点的场强;(3)拿走M点处的点电荷后M点的场强。14.如图所示,三个点电荷a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a和c带正电,b带负电,,,每一个点电荷都可以看作处于另外两个点电荷的电场中,受到另外两个点电荷的作用力。已知三角形的边长是4cm,求:(1)点电荷b和c受到的电场力分别是多大?(2)点电荷b所处位置的电场强度是多大?方向如何?15.如图所示,有一固定的点电荷,左方的A点处有一个负电荷,其电荷量为。测出受到的电场力F为,方向水平向右。(1)求点电荷产生的电场在A点的电场强度。(2)如把A点电荷的电荷量变为,其他条件不变,求产生的电场在A点的电场强度和该电荷受到的电场力。
第九章静电场及其应用第3节电场电场强度第1课时课程标准学习目标知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。1.知道电场的概念及电场的基本性质.2.理解电场强度及其定义式,并能用该公式进行有关计算.3.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加.4.通过电场强度知识应用的实例,感受物理中科学技术与社会的紧密联系,体会科学知识的应用价值,进一步增强学生的学习动力和科学意识。(一)课前阅读:1.人体带电,长头发竖起散开的奥秘通过起电机使人体带电,人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象?你会解释产生这一现象的原因吗?人体带上静电,同种电荷相互排斥,使头发会竖起散开。2.电场19世纪30年代,英国科学家法拉第提出一种观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场”。电场是看不见、摸不着的。处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。(二)基础梳理一、电场电场强度1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷:为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷,是电荷量和体积都很小的点电荷.(2)场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷,也叫源电荷.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比,叫作该点的电场强度.(2)定义式:E=eq\f(F,q).(3)单位:牛每库(N/C).(4)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同,与负电荷在该点所受静电力的方向相反.【概念衔接】场是物质存在的一种形式物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。【即学即练】1.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E=eq\f(F,q)可知,E与F成正比,与q成反比.(×)(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同,当该点放置负电荷时,电场强度反向.(×)二、点电荷的电场电场强度的叠加1.电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.2.电荷守恒定律的另一表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.3.元电荷:最小的电荷量,e=1.60×10-19C,由密立根测得.所有带电体的电荷量都是e的整数倍.4.比荷:带电粒子的电荷量与其质量的比值.【拓展补充】均匀带电球体外部场强可以证明,一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同即式中的r是球心到该点的距离(r>R),为整个球体所带的电荷量。一、电场强度1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的,与试探电荷无关.2.电场强度是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反.3.公式E=eq\f(F,q)可变形为F=qE,正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反.【典例精析】例1.如图所示,在一带负电荷的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10-8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6N,方向如图,则:(1)B处电场强度多大?方向如何?(2)如果换成一个q2=+4.0×10-7C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处电场强度多大?(3)如果将B处电荷拿走,B处的电场强度是多大?【答案】(1)200N/C方向与F1方向相反(2)8.0×10-5N200N/C(3)200N/C【解析】(1)由电场强度公式可得EB=eq\f(F1,|q1|)=eq\f(4.0×10-6,2.0×10-8)N/C=200N/C,因为B处是负电荷,所以B处电场强度方向与F1方向相反.(2)q2在B点所受静电力大小F2=q2EB=4.0×10-7×200N=8.0×10-5N,方向与电场强度方向相同,也就是与F1方向相反.此时B处电场强度大小仍为200N/C,方向与F1方向相反.二、点电荷的电场电场强度的叠加1.对点电荷电场强度公式E=keq\f(Q,r2)的理解.(1)E=keq\f(Q,r2)仅适用于真空中的点电荷的电场,而E=eq\f(F,q)适用于任何电场.(2)在计算式E=keq\f(Q,r2)中,r→0时,电场强度E不可以认为无穷大.因为r→0时,带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了.2.均匀带电球体之外某点的电场强度E=eq\f(kQ,r2),式中r为球心到该点的距离.3.电场强度是矢量,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,对于互成角度的电场强度的叠加,合成时遵循平行四边形定则.【典例精析】例2.如图所示,等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、-q、-q,已知三角形边长为eq\r(3)L,静电力常量为k,则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何?【答案】eq\f(2kq,L2)方向沿AO方向【解析】O点是三角形的中心,到三个点电荷的距离为r=eq\f(\r(3)L,2sin60°)=L,三个点电荷在O点产生的电场强度大小均为E0=eq\f(kq,r2),根据平行四边形定则和几何知识可知,两个点电荷-q在O点的合电场强度大小为E1=eq\f(kq,r2),再与+q在O处产生的电场强度合成,得到O点的合电场强度大小为E=E1+E0=eq\f(2kq,r2)=eq\f(2kq,L2),方向沿AO方向.1.电场的性质(1)唯一性:电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方,电场强度一般是不同的。(2)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。2.与的比较公式本质区别定义式决定式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q的意义q表示引入电场的(试探、检验)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量关系E用F与q的比值来表示,但E的大小与F、q的大小无关E不仅用Q、r来表示,且E∝Q,E∝一、单选题1.下列关于电场的说法中正确的是()A.电荷周围有的地方存在电场,有的地方没有电场B.电场只能存在于真空中,不可能存在于物体中C.电场看不见、摸不着,因此电场不是物质D.电荷间的作用是通过电场传递的【答案】D【解析】电荷的周围空间的任何地方都存在电场,电场是一种看不见,摸不着的特殊物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西,在真空中、物体中都能存在。电场的基本性质是对处于其中的电荷有力的作用,电荷间的作用是通过电场传递的。故选D。2.电场中有一点P,下列说法中正确的是()A.若放在P点的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点没有放电荷,则P点场强为零C.P点场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同【答案】C【解析】AB.场强反映电场本身的性质,只由电场本身决定,与试探电荷无关,则若放在P点的电荷的电荷量减半,P点的场强不变;P点没有放电荷,P点的场强也不变,故AB错误;C.根据F=Eq知,P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大,故C正确;D.根据场强方向的规定,正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反,故D错误。故选C。3.如图,电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为(
)A.,方向与F相反 B.,方向与F相反C.,方向与F相同 D.,方向与F相同【答案】C【解析】由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F,则该点的电场强度大小为,方向与正电荷受力方向相同,即与F的方向相同;而电场强度本身是反映电场性质的物理量,只由电场本身决定,与试探电荷无关,所以不会因为试探电荷的改变而改变。故选C。4.真空中有一个电场,在其中某点放入电荷量为6.0×10-9C的点电荷,它受到的电场力为3.0×10-4N,则该点的电场强度的大小为()A.5.0×104N/C B.5.0×105N/CC.5.0×105C/N D.5.0×104C/N【答案】A【解析】根据电场强度的定义式有解得E=5.0×104N/C故选A。5.关于电场强度有下列说法,正确的是()A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力B.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C.在点电荷Q附近的任意一点,如果没有把试探电荷q放进去,则这一点的电场强度为零D.根据公式可知,电场强度跟电场力成正比,跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比【答案】A【解析】A.根据电场强度的定义式可知,电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力,A正确;B.电场中某点的电场强度的方向总是跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同,与负电荷在该点所受的电场力的方向相反,B错误;C.电场中某点的场强取决于电场本身,与有无试探电荷无关,如果没有把试探电荷q放进去,这一点的电场强度不变,C错误;D.是电场强度的比值定义式,场强取决于电场本身,与试探电荷所受的电场力、电荷量均无关,因此不能认为电场强度跟电场力成正比,跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比,D错误。故选A。6.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,,电荷量相等的两个异种点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为,与之比为()A. B. C. D.【答案】B【解析】根据电场的叠加原理,两个带电量相等的异种点电荷分别置于M、N两点时,两电荷在O点产生的电场方向同向,并且大小都为所以O点的电场强度大小当置于N点处的点电荷移至P点时,两电荷在O点产生的电场方向夹角为120°,根据矢量的叠加可知O点的场强大小变为故与之比为。故选B。7.直角坐标系中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为()A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向【答案】B【解析】正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零,则作为对称点的H点处的电场强度也为零,正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零,则两个负点电荷在H点的合场强大小方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后,正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向,两个负点电荷在H点的合场强大小为,方向沿y轴负向,因此H点处场强的大小为方向沿y轴负向。故选B。8.如图,电荷量为的点电荷与电荷量为的均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O。若图中A点的电场强度大小为,方向水平向右,则图中B点的电场强度大小为(静电力常量为k)()A. B.C. D.【答案】A【解析】点电荷在A点产生的电场强度为方向水平向左,故带电薄板在A点产生的场强方向水平向右。根据对称性,带电薄板在B点产生的场强与在A点产生的场强等大反向,根据电场叠加原理,可知B点场强大小合场强方向水平向左。故选A。二、多选题9.在电场中的某点A处放一试探电荷,它所受的静电力大小为F,方向水平向右,则A点的电场强度大小为,方向水平向右。下列说法正确的是()A.在A点放一个负试探电荷,A点的电场强度方向变为水平向左B.在A点放一个负试探电荷,它所受的静电力方向水平向左C.在A点放一个电荷量为的试探电荷,它所受的静电力大小为D.在A点放一个电荷量为的试探电荷,则A点的电场强度大小变为【答案】BC【解析】AD.电场强度的大小与方向与放置的电荷无关,始终为,方向水平向右,故AD错误;B.正、负试探电荷在电场中同一位置所受电场力的方向相反,则负试探电荷所受电场力方向向左,故B正确;C.在A点放置一个电荷量为的试探电荷,它所受的电场力为故C正确。故选BC。10.如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是()A. B. C. D.【答案】AD【解析】AB.电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故该点电场强度是个定值,故A正确,B错误;CD.根据可知,F-q图像是正比例函数图像,故C错误,D正确。故选AD。11.如图所示为在同一点电荷电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像,那么下列叙述正确的是()A.这个电场的场强相同B.a、b、c、d四点的场强大小关系是C.同一点的电场强度随检验电荷电荷量的增大而增大D.a、b、c、d四点一定在同一直线上【答案】BD【解析】AB.由图像的斜率大小等于场强的大小可知,四点的场强大小关系是,故A错误,B正确;C.同一点的电场强度是由电场本身决定的,与检验电荷的电荷量无关,故C错误;D.因电场力分别沿正方向和反方向,则说明四点一定在同一直线上,故D正确。故选BD。12.如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示,则(
)A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为C.点电荷Q在A、B之间 D.点电荷Q在O、B之间【答案】AC【解析】设A、B两点的电场强度分别为、,根据题图乙信息可知,图线的斜率即为电场强度,则A点为正电荷,可知场强方向为右,B点为负电荷,受力向右,可知场强向左,A、B两点的电场强度方向相反,由点电荷电场的特点知,该点电荷应放在A、B之间。故选AC。三、解答题13.在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,O、M的距离r=30cm,在M点放一个点电荷,其电荷量q=-1.0×10-10C,如图所示。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,求:(1)M点处点电荷受到的作用力;(2)M点的场强;(3)拿走M点处的点电荷后M点的场强。【答案】(1)大小为1.0×10-8N,方向沿MO指向O;(2)大小为100N/C,方向沿OM连线背离O;(3)大小为100N/C,方向沿OM连线背离O【解析】(1)根据库仑定律,得因为Q带正电,M处点电荷带负电,库仑力是吸引力,所以作用力的方向沿MO指向O。(2)M点的场强因为某点处场强的方向跟正电荷在该点处受电场力的方向相同,跟负电荷在该点处受电场力的方向相反,故M点处场强方向沿OM连线背离O。(3)电场中某点的场强与该点是否存在电荷无关,故M点的场强仍为100N/C,方向沿OM连线背离O。14.如图所示,三个点电荷a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a和c带正电,b带负电,,,每一个点电荷都可以看作处于另外两个点电荷的电场中,受到另外两个点电荷的作用力。已知三角形的边长是4cm,求:(1)点电荷b和c受到的电场力分别是多大?(2)点电荷b所处位置的电场强度是多大?方向如何?【答案】(1)12.5N,12.5N;(2),电场方向为ab、cb连线夹角的平分线方向且指向三角形外侧。【解析】(1)对电荷b受力分析,b受到a和c的引力作用,根据库仑力公式得可知两个力的夹角为60°,所以合力为方向为ba、bc连线夹角的平分线方向且指向三角形内侧。对电荷c受力分析,a对c为斥力,b对c为引力,根据库仑力得由牛顿第三定律得由几何关系知,合力为方向与ac的连线成夹角30°(2)根据电场强度的定义负电荷受力方向与电场相反,所以电场方向为ab、cb连线夹角的平分线方向且指向三角形外侧,如图所示。15.如图所示,有一固定的点电荷,左方的A点处有一个负电荷,其电荷量为。测出受到的电场力F为,方向水平向右。(1)求点电荷产生的电场在A点的电场强度。(2)如把A点电荷的电荷量变为,其他条件不变,求产生的电场在A点的电场强度和该电荷受到的电场力。【答案】(1),方向水平向左;(2),方向为水平向左,,方向为水平向右。【解析】(1)已知放入的电场中A点的电荷所受的电场力F和该电荷所带电荷量,由电场强度的定义式,可得A点的电场强度的大小由于负电荷所受电场力的方向跟该点的电场强度方向相反,可知A点的电场强度方向水平向左。(2)电场强度的大小只与电场本身性质有关,也就是只与产生该电场的场源电荷有关,而与放入电场的试探电荷无关。即使放在A点的电荷的电荷量变化了,产生的电场在A点的电场强度也不会发生变化,仍为,方向为水平向左。放入A点的电荷变为,则该电荷受到的电场力大小为方向为水平向右。
第九章静电场及其应用第3节电场电场强度第2课时课程标准学习目标会用电场线描述电场。1.知道什么是电场线并掌握电场线的特点.2.知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷电场线的分布特点.知道什么是匀强电场及其特点.3.掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律.4.通过电场线、匀强电场知识应用的实例,感受物理中科学技术与社会的紧密联系,体会科学知识的应用价值,进一步增强学生的学习动力和科学意识。(一)课前阅读:(1)电荷周围存在着电场,法拉第采用了什么简洁方法来描述电场?(2)在实验室,可以用实验模拟电场线;头发屑在蓖麻油中排列显示了电场线的形状,这能否说明电场线是实际存在的线?(二)基础梳理一、电场线匀强电场1.英国物理学家首先用电场线描述电场.2.电场线是画在电场中的一条条的曲线,曲线上每点的——方向表示该点的电场强度方向.3.电场线的特点(1)电场线从或无限远出发,终止于或负电荷.(2)电场线在电场中.(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线,电场强度较小的地方电场线.4.匀强电场(1).概念:如果电场中各点的电场强度的大小、方向,这个电场就叫作匀强电场.(2).特点:①电场方向处处相同,电场线是.②电场强度大小处处相等,电场线疏密程度.【微点拨】电场是客观存在的,电场线是假想的线电场以及磁场已被证明是一种客观存在。用“线”描述“场”是法拉第为物理学做出的重大贡献之一。电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线。【即学即练】1.判断下列说法的正误.(1)电场线不仅能在空间相交,也能相切.()(2)在电场中,凡是电场线通过的点的电场强度不为零,不画电场线区域内的点的电场强度为零.()(3)同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大.()(4)电场线是人们假设出来的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在.()二、两个等量点电荷的电场1.等量异种点电荷(1)在图中画出等量异种点电荷周围的电场线.(2)完成下列填空:①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是:从左向右电场强度大小变化情况为__________;在O点左侧电场强度方向________,在O点右侧电场强度方向________.②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度大小变化情况是________;在O点上方电场强度方向________,在O点下方电场强度方向________.③连线或中垂线上关于O点对称的两点电场强度大小________(填“相等”或“不相等”),方向________(填“相同”或“相反”).2.等量同种点电荷(1)在图中画出等量正点电荷周围的电场线.(2)完成下列填空:①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是从左向右电场强度大小变化情况是__________;在O点左侧电场强度方向________,在O点右侧电场强度方向________.②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度大小变化情况是________;在O点上方电场强度方向________,在O点下方电场强度方向________.③连线或中垂线上关于O点对称的两点电场强度大小________(填“相等”或“不相等”),方向________(填“相同”或“相反”).【拓展补充】重力场场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场,还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义,你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向?1.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.(2)电场线在电场中不相交.(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏.2.点电荷的电场线(1)点电荷形成的电场中,不存在电场强度相同的点,离场源电荷越近,电场线越密集,电场强度越强.(2)正点电荷的电场强度方向背离点电荷,负点电荷的电场强度方向指向点电荷.(3)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直.在此球面上电场强度大小处处相等,方向各不相同.3.匀强电场的电场线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线,场中各点电场强度大小相等、方向相同.【典例精析】例1.在下图各电场中,A、B两点电场强度相同的是()二、两等量点电荷的电场等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小,指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小,再变大沿连线先变小,再变大沿连线的中垂线由O点向外的场强大小O点最大,向外逐渐变小O点最小,向外先变大后变小关于O点对称点的场强(如A与A′、B与B′、C与C′等)等大同向等大反向【典例精析】例2.两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,仅在静电力作用下,关于电子的运动,下列说法正确的是()A.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.电子运动到O点时,加速度为零,速度最大D.电子通过O点后,速度越来越小,一直到速度为零1.电场线的特点(1)电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向一致。(2)电场线从正电荷(或无限远处)出发,终止于无限远处(或负电荷)。(3)在同一幅图中,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。(4)电场线在电场中不相交。(5)电场线是人为画出的,是为了形象地描述电场而假想的一些线,不是客观存在的。2.几种常见的电场的电场线(1)单一点电荷的电场线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,如图甲、乙所示。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电场强度大小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电场强度大小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′的电场强度等大同向等大反向一、单选题1.如图所示,PQ为某电场中的一条电场线,下列说法正确的是()A.正电荷在P点受到的电场力方向一定沿着电场线方向B.该电场一定是点电荷产生的电场C.该电场一定是匀强电场D.P点的电场强度一定比Q点的大2.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点3.如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法中正确的是()A.A、B可能为等量异号点电荷B.A、B可能为电荷量不相等的正电荷C.a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零D.同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等,方向相反4.如图所示,M、N为两个等量正点电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的负点电荷,G点与P点关于O点对称,不计负点电荷的重力,下列说法正确的是()A.负点电荷在从P点到O点的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.负点电荷在从P点到O点的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.负点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值D.负点电荷在从O点到G点的过程中,速度越来小,加速度越来越大5.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图,以下几种说法正确的是()A.a、b为异种电荷,a带电量大于b带电量B.a、b为同种电荷,a带电量大于b带电量C.a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量D.a、b为同种电荷,a带电量小于b带电量6.如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为,半径为R,放在绝缘水平桌面上。圆心为O点,过O点作一竖直线,在此线上取一点A,使A到O点的距离为R,则A点电场强度为()A.,方向向上 B.,方向向上C.,方向水平向左 D.不能确定7.如图所示,正电荷q均匀分布在半球面ACB上,球面半径为R,CD为通过半球顶点C和球心O的轴线.P、M为CD轴线上的两点,距球心O的距离均为,在M右侧轴线上点固定正点电荷Q,点、M间距离为R,已知P点的场强为零,若带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零,则M点的场强大小为()A.0 B. C. D.8.如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度()A.大小为,方向竖直向上 B.大小为,方向竖直向下C.大小为,方向竖直向上 D.大小为,方向竖直向下二、多选题9.关于电场线,下列说法中正确的是()A.电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而假想的线B.越靠近正点电荷,电场线越密,电场强度越大,越靠近负点电荷,电场线越稀,电场强度越小C.相邻两条电场线间的空白处,电场强度必定为零D.在电场中,电场线既不中断也不相交10.下列四个电场中,a、b两点电场强度不相同的是()A. B.C. D.11.如图是某静电场的一部分电场线分布情况,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.A点的电场强度大于B点的电场强度C.A、B两点的电场强度方向不相同D.负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向12.如图,是点电荷电场中的一条电场线,下面说法不正确的是(
)A.这个点电荷可能带正电B.A点场强一定大于B点场强C.在B点静止释放一个电子,将一定向A点运动D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向三、解答题13.如图所示,等腰直角三角形三个顶点A、B、C分别固定有三个点电荷-q、+q、+2q(q>0)。已知直角边长为,静电常量为k。求斜边中点O的电场强度。14.如图所示,有一x-y平面直角坐标系,O为坐标原点。在x轴的的位置分别固定A、B两个点电荷,其中A电荷的带电量,B电荷的带电量C。M是+y轴上一点,M点到A、B两电荷的距离均为。已知静电力常量为(1)A电荷对B电荷的库仑力、A电荷在位置产生的电场强度;(2)A、B两电荷在坐标原点O产生的电场强度:(3)A、B两电荷在M点产生的电场强度。
第九章静电场及其应用第3节电场电场强度第2课时课程标准学习目标会用电场线描述电场。1.知道什么是电场线并掌握电场线的特点.2.知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷电场线的分布特点.知道什么是匀强电场及其特点.3.掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律.4.通过电场线、匀强电场知识应用的实例,感受物理中科学技术与社会的紧密联系,体会科学知识的应用价值,进一步增强学生的学习动力和科学意识。(一)课前阅读:(1)电荷周围存在着电场,法拉第采用了什么简洁方法来描述电场?(2)在实验室,可以用实验模拟电场线;头发屑在蓖麻油中排列显示了电场线的形状,这能否说明电场线是实际存在的线?答案(1)法拉第采用了画电场线的方法描述电场.(2)不能,电场线实际不存在,但可以用实验模拟.(二)基础梳理一、电场线匀强电场1.英国物理学家法拉第首先用电场线描述电场.2.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.3.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.(2)电场线在电场中不相交.(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏.4.匀强电场(1).概念:如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫作匀强电场.(2).特点:①电场方向处处相同,电场线是平行直线.②电场强度大小处处相等,电场线疏密程度相同.【微点拨】电场是客观存在的,电场线是假想的线电场以及磁场已被证明是一种客观存在。用“线”描述“场”是法拉第为物理学做出的重大贡献之一。电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线。【即学即练】1.判断下列说法的正误.(1)电场线不仅能在空间相交,也能相切.(×)(2)在电场中,凡是电场线通过的点的电场强度不为零,不画电场线区域内的点的电场强度为零.(×)(3)同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大.(√)(4)电场线是人们假设出来的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在.(√)二、两个等量点电荷的电场1.等量异种点电荷(1)在图中画出等量异种点电荷周围的电场线.(2)完成下列填空:①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是:从左向右电场强度大小变化情况为__________;在O点左侧电场强度方向________,在O点右侧电场强度方向________.②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度大小变化情况是________;在O点上方电场强度方向________,在O点下方电场强度方向________.③连线或中垂线上关于O点对称的两点电场强度大小________(填“相等”或“不相等”),方向________(填“相同”或“相反”).答案(1)(2)①先变小后变大向右向右②逐渐减小向右向右③相等相同2.等量同种点电荷(1)在图中画出等量正点电荷周围的电场线.(2)完成下列填空:①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是从左向右电场强度大小变化情况是__________;在O点左侧电场强度方向________,在O点右侧电场强度方向________.②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度大小变化情况是________;在O点上方电场强度方向________,在O点下方电场强度方向________.③连线或中垂线上关于O点对称的两点电场强度大小________(填“相等”或“不相等”),方向________(填“相同”或“相反”).答案(1)(2)①先变小后变大向右向左②先变大后变小向上向下③相等相反【拓展补充】重力场场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场,还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义,你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向?重力场强度等于重力与质量之比,即单位是牛顿每千克(N/kg),方向竖直向下。1.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.(2)电场线在电场中不相交.(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏.2.点电荷的电场线(1)点电荷形成的电场中,不存在电场强度相同的点,离场源电荷越近,电场线越密集,电场强度越强.(2)正点电荷的电场强度方向背离点电荷,负点电荷的电场强度方向指向点电荷.(3)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直.在此球面上电场强度大小处处相等,方向各不相同.3.匀强电场的电场线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线,场中各点电场强度大小相等、方向相同.【典例精析】例1.在下图各电场中,A、B两点电场强度相同的是()【答案】C【解析】题图A中,A、B是离点电荷等距的两点,根据E=keq\f(Q,r2)知,电场强度大小相等,但电场强度是矢量,方向不同,则电场强度不同,故A错误;图B中,根据E=keq\f(Q,r2)可知,A点的电场强度大于B点的电场强度,故B错误;图C是匀强电场,A、B两点的电场强度相同,故C正确;图D中,A、B两点电场线方向不同,疏密程度也不同,则电场强度不同,故D错误.二、两等量点电荷的电场等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小,指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小,再变大沿连线先变小,再变大沿连线的中垂线由O点向外的场强大小O点最大,向外逐渐变小O点最小,向外先变大后变小关于O点对称点的场强(如A与A′、B与B′、C与C′等)等大同向等大反向【典例精析】例2.两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,仅在静电力作用下,关于电子的运动,下列说法正确的是()A.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.电子运动到O点时,加速度为零,速度最大D.电子通过O点后,速度越来越小,一直到速度为零【答案】C【解析】在两等量正点电荷连线中垂线上的电场强度方向O→a,电子从a点到O点运动的过程中,静电力方向a→O,故加速度方向向下,与速度同向,故速度越来越大;但电场线的疏密情况不确定,O点上方的电场强度最大点位置不确定,故电场强度大小变化情况不确定,则电子所受静电力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故A、B错误;越过O点后,电子做减速运动,则电子运动到O点时速度最大,静电力为零,加速度为零,故C正确;根据电场线的对称性可知,通过O点后,电子做减速运动,速度越来越小,减速到零后反向加速,速度越来越大,再次到达O点时速度最大,故D错误.1.电场线的特点(1)电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向一致。(2)电场线从正电荷(或无限远处)出发,终止于无限远处(或负电荷)。(3)在同一幅图中,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。(4)电场线在电场中不相交。(5)电场线是人为画出的,是为了形象地描述电场而假想的一些线,不是客观存在的。2.几种常见的电场的电场线(1)单一点电荷的电场线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,如图甲、乙所示。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电场强度大小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电场强度大小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′的电场强度等大同向等大反向一、单选题1.如图所示,PQ为某电场中的一条电场线,下列说法正确的是()A.正电荷在P点受到的电场力方向一定沿着电场线方向B.该电场一定是点电荷产生的电场C.该电场一定是匀强电场D.P点的电场强度一定比Q点的大【答案】A【解析】A.正电荷在电场中受到的电场力方向与电场线切线方向相同,即正电荷在P点受电场力方向沿电场线方向,故A正确;BC.只有一条电场线,图示电场可能是点电荷产生的电场,也可能是匀强电场,故BC错误;D.在电场中电场线疏密表示电场强度的大小,只有一条电场线,无法判断电场强度大小,故D错误。故选A。2.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点【答案】C【解析】A.电场线的切线方向表示电场强度的方向,a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向外,不是相反,故A错误;B.a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向右,所以两点电场强度大小相等,方向相同,故B错误;C.a、b两点的电场强度大小相等,a点电场强度方向竖直向上,b点电场强度方向竖直向下,故C正确;D.a点的电场强度大于b点的电场强度,方向分别沿a、b点切线斜向右下方,故D错误。故选C。3.如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法中正确的是()A.A、B可能为等量异号点电荷B.A、B可能为电荷量不相等的正电荷C.a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零D.同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等,方向相反【答案】D【解析】AB.根据电场线的方向及对称性可知该电场是由等量同种点电荷形成的,故AB错误;C.a、b两点处虽没有画出电场线,但这两点的电场强度都不为零,故C错误;D.根据该电场的特点可知,同一试探电荷在a、b两点所受的电场力等大反向,故D正确。故选D。4.如图所示,M、N为两个等量正点电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的负点电荷,G点与P点关于O点对称,不计负点电荷的重力,下列说法正确的是()A.负点电荷在从P点到O点的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.负点电荷在从P点到O点的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.负点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值D.负点电荷在从O点到G点的过程中,速度越来小,加速度越来越大【答案】C【解析】AB.负点电荷在从P到O的过程中,所受的电场力方向竖直向下,做加速运动,所以速度越来越大,因为从O向上到无穷远,电场强度先增大后减小,负点电荷在从P到O的过程中,电场强度大小变化不能确定,所以其所受电场力的大小变化无法确定,加速度的大小变化不能确定,AB错误;C.负点电荷运动到O点时,其所受的电场力为零,加速度为零,然后向下做减速运动,所以在O点时负点电荷的速度达到最大值,C正确;D.负点电荷在从O点到G点的过程中,做减速运动,速度越来越小,同理,加速度的大小变化无法确定,D错误。故选C。5.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图,以下几种说法正确的是()A.a、b为异种电荷,a带电量大于b带电量B.a、b为同种电荷,a带电量大于b带电量C.a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量D.a、b为同种电荷,a带电量小于b带电量【答案】C【解析】因为电场线从一个电荷出发到另一个电荷终止,是异种电荷,b电荷处电场线密集,电荷量大,所以a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量,C正确,ABD错误。故选C。6.如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为,半径为R,放在绝缘水平桌面上。圆心为O点,过O点作一竖直线,在此线上取一点A,使A到O点的距离为R,则A点电场强度为()A.,方向向上 B.,方向向上C.,方向水平向左 D.不能确定【答案】B【解析】由对称性可知在垂直于竖直线的方向(水平方向)上的电场强度相互抵消,只有沿竖直线方向的电场强度,所以A点电场强度方向向上。将带电圆环等分成N个电荷元,每个电荷元的电荷量为q,有如图,由点电荷电场强度公式知A点总的电场强度故选B。7.如图所示,正电荷q均匀分布在半球面ACB上,球面半径为R,CD为通过半球顶点C和球心O的轴线.P、M为CD轴线上的两点,距球心O的距离均为,在M右侧轴线上点固定正点电荷Q,点、M间距离为R,已知P点的场强为零,若带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零,则M点的场强大小为()A.0 B. C. D.【答案】C【解析】设另一半球面带电荷量也为q,由对称性可知,半球面ACB上电荷q在P点的场强与另一半球面上电荷在M点形成的场强大小相等、方向相反,由带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零可知,半球面ACB上电荷q在M点的场强与在P点的场强相同。由于P点场强为零,故半球面ACB上电荷q在P点的场强与正点电荷Q在P点的场强大
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