2025年人教版高中物理精讲精练必修3第02讲：电场 电场强度 原卷版

第02讲：电场电场强度【考点梳理】考点一：电场强度的定义考点二：点电荷产生的电场强度问题考点三：电场强度的叠加考点四：电场线的定义和性质考点五：根据电场线的疏密程度判断场强大小考点六：等量的异种电荷的电场线问题考点七：等量的同种电荷的电场线问题考点八：带电体在电场的平衡问题【知识梳理】知识点一：电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊物质，场与实物是物质存在的两种不同形式．(2)性质：对放入其中的电荷有力的作用，电荷间通过电场发生相互作用．(3)静电场：静止的电荷产生的电场．知识点二：．电场强度(1)两种不同功能的电荷：①试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，电荷量和尺寸必须较小．②场源电荷：产生电场的电荷．(2)定义：试探电荷在电场中某个位置所受的力与其电荷量成正比，即F＝Eq，在电场的不同位置，比例常数E一般不一样，它反映了电场在这点的性质，叫做电场强度．(3)公式：E＝eq\f(F,q).(4)单位：N/C或V/m.(5)方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同．技巧总结：对电场强度的理解(深化理解)1．对电场强度的理解：(1)电场强度反映了电场的力的性质．(2)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．(3)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电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反．2．公式E＝eq\f(F,q)与E＝eq\f(kQ,r2)的区别区别公式物理含义引入过程适用范围E＝eq\f(F,q)是电场强度大小的定义式F∝q，但E与F、q无关，E是反映某点处电场的性质适用于一切电场E＝keq\f(Q,r2)是真空中点电荷场强的决定式由E＝eq\f(F,q)和库仑定律导出，E由Q、r决定在真空中，场源电荷Q是点电荷知识点三：点电荷的电场，电场的叠加1．真空中点电荷的场强①大小：E＝keq\f(Q,r2).②方向：Q为正电荷时，在电场中的某点P，E的方向由Q指向P；Q是负电荷时，E的方向由P指向Q.2．电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．知识点四：电场线、匀强电场1．电场线：画在电场中的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点电场强度的方向一致．2．电场线特点：(1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远．(2)任意两条电场线不相交．(3)电场线的疏密表示电场的强弱．(4)电场线不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线．3．匀强电场(1)定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场．(2)匀强电场的电场线：间距相等的平行直线．技巧总结：对电场线的理解1．电场线的应用(1)比较电场强度大小：场强大处电场线密，场强小处电场线疏，故根据电场线的疏密可以比较场强的大小．(2)确定电场强度方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向．2．电场线与带电粒子运动轨迹的关系：电场线不是带电粒子的运动轨迹，带电粒子在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线重合，也可能不重合．可分以下几种情况讨论：(1)运动轨迹与电场线重合时应同时具备以下条件：①电场线为直线；②带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线；③带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线．(2)只在电场力作用下，以下情况带电粒子做曲线运动，且与电场线不重合：①电场线为直线时，有初速度且与电场线不共线；②电场线为曲线．3．常见电场线的类型图形特点点电荷正点电荷负点电荷(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同等量异号点电荷(1)两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点场强最小，越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直(3)沿中垂线从O点到无穷远，场强逐渐减弱等量同号点电荷(1)两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷)(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处，场强先变强后变弱【题型归纳】题型一：电场强度的定义1．（22-23高二上·河南郑州·期中）在电场中的某点A放一电荷量为＋q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小，方向水平向右。下列说法正确的是（）A．若A点不放试探电荷，则A点的场强为零B．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，则A点的场强变为2EAC．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左D．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力大小变为2F2．（2024高三·全国·专题练习）电场中有一点P，点P处放一试探电荷q，关于P点的电场强度，下列说法正确的是（）A．P点电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B．将放在P点的试探电荷q拿走，则P点的电场强度为零C．根据公式可知，P点电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入P点的电荷的电荷量成反比D．若P点的场强越大，则同一试探电荷在P点所受的静电力越大3．（23-24高二上·福建龙岩·期中）A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（）A．若在A点换上电量为“”的电荷，A点电荷q受到的电场力方向发生变化B．若在A点换上电量为“”的电荷，A点的场强方向发生变化C．若在A点换上电量为“2q”的电荷，A点的场强将变为2ED．若在A点移去电荷“q”，A点的场强变为零题型二：点电荷产生的电场强度问题4．（23-24高二上·陕西渭南·期末）如图所示，在正点电荷Q形成的电场中，有M、N两点，下列说法正确的是（）A．M点的场强小于N点的场强B．M点的电势小于N点的电势C．将一带正电的粒子从M点移动到N点，静电力做正功D．将一带正电的粒子分别放在M点和N点，则在M点电势能小5．（23-24高二上·天津南开·期中）在电荷量为Q的点电荷激发的电场中，一电荷量为的试探电荷，距Q距离为r处的A点受到的电场力为F，则（）A．A点的电场强度 B．A点的电场强度C．若撤去试探电荷，A点的电场强度为零 D．A点的场强方向与该试探电荷所受电场力方向相反6．（23-24高二上·广东惠州·期中）如图所示，直角三角形ABC中，点电荷A、B所带电荷量分别为、，测得在C处带负电的点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（）A．A带正电， B．A带负电，C．A带正电， D．A带负电，题型三：电场强度的叠加7．（23-24高二上·陕西渭南·期末）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。则下列说法正确的是（）A．B和C处的点电荷均带正电 B．B处的点电荷带负电，C处的带正电C．若拿走C处的点电荷，则A处场强大小仍为ED．若拿走C处的点电荷，则A处场强大小变为8．（23-24高二上·北京东城·期末）如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，M点在板的几何中心左侧d处的垂线上，N点与M点关于带电薄板对称。已知静电力常量为k，若图中M点的电场强度为0，那么（）A．带电薄板带正电荷 B．N点场强水平向右C．N点电场强度也为零 D．N点的电场强度9．（23-24高二上·吉林延边·阶段练习）如图所示，Rt△ABC中∠CAB=37°，∠C=90°，D为AB边上一点，AD：DB=4：1，两个正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，大小为F，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则D点的电场强度大小为（）A． B． C． D．题型四：电场线的定义和性质10．（23-24高二上·广东汕头·期中）下列关于电场线的说法，正确的是（）A．电场线是负电荷运动的轨迹B．电场线是实际存在的曲线C．等量异种电荷形成的电场线都是闭合的曲线D．带电粒子只受电场力作用，不可能沿着弯曲的电场线运动11．（23-24高二上·湖南郴州·期末）在以下各图中，其中电场线方向表示错误的是（）A．B．C．D．12．（23-24高二上·福建·阶段练习）下列关于电场线的说法，正确的是（）A．电场线始于正电荷或无穷远，止于无穷远或负电荷B．在没有电荷的地方，两条电场线可以相交C．电场线是点电荷在电场中自由运动的轨迹D．沿着电场线的方向电场强度越来越小题型五：根据电场线的疏密程度判断场强大小13．（23-24高一下·浙江杭州·期末）某电场的电场线分布如图所示，是电场中的四个点，则关于该电场，下列说法正确的是（）A．该电场可能是某带正电的点电荷形成的 B．由图可知四点中B点的电场强度最大C．两点的电场强度方向相同 D．某电荷仅受电场力时能沿电场线从B点运动到D点14．（23-24高二上·安徽合肥·期末）静止电荷会在其周围产生静电场，为了形象地描述电场，法拉第采用了画电场线的方法。如图是某一电场的电场线分布图，下列关于电场和电场线的说法正确的是（）A．由于电场是看不见、摸不着的，所以电场实际并不存在B．电场线可以形象地描述电场，电场线是实际存在的C．同一幅电场线分布图中，电场线密集的地方电场强度较大D．电场线分布图中没画电场线的地方（如B点），电场强度为零15．（23-24高二上·重庆黔江·阶段练习）如图为真空中两等电量点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（）A．A、B可能是带等量异号的正、负电荷B．O点的电场强度为零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两点处所受电场力大小相等，方向相同题型六：等量的异种电荷的电场线问题16．（23-24高二上·福建三明·期末）如图所示，光滑绝缘竖直杆位于等量异种点电荷连线的中垂线上。一穿在杆上的带正电小球，沿下滑，则杆对带电小球作用力分析正确的是（）A．先变小后变大，方向水平向左 B．先变小后变大，方向水平向右C．先变大后变小，方向水平向左 D．先变大后变小，方向水平向右17．（22-23高二上·陕西渭南·期末）经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示），与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同，图丙中固定于O点的正点电荷q到金属板MN的距离OA为L，AB是以点电荷q为圆心、L为半径的圆上的一条直径，静电力常量为k，则B点电场强度的大小是（）A． B． C． D．18．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，光滑绝缘水平面上的A、B两点分别固定两个带等量异种电荷的点电荷M、N，O为AB的中点，CD为AB的垂直平分线，a、c为AB上关于O点对称的两点，b、d为CD上关于O点对称的两点。则关于各点电场强度Ea、Eb、Ec、Ed及电场力，下列说法正确的是（）

A．Ea、Eb、Ed的方向不相同B．Ea、Ec两点的电场强度大小相等，方向相反C．任意改变b点在中垂线上的位置，也不可能使Ea<EbD．将一点电荷由a点沿AB移动到c点，点电荷受到的库仑力先增大后减小题型七：等量的同种电荷的电场线问题19．（23-24高二上·北京顺义·阶段练习）如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负点电荷q，不计重力，下列说法中一定正确的是（）A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动在O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷速度为零20．（23-24高二上·海南海口·阶段练习）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO＝OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（

）A．先做匀加速直线运动，过O点后做匀减速运动B．在O点所受静电力最大C．点电荷从E到F点的过程中，加速度先减小再增加，速度先增大后减小D．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值21．（23-24高二上·重庆渝中·期中）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（）A．先做匀加速直线运动，过O点后做匀减速运动B．在O点所受静电力最大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷从E到F点的过程中，加速度先增大再减小，速度先增大后减小题型八：带电体在电场的平衡问题22．（23-24高二下·浙江·期中）在方向水平向右、大小的匀强电场中，用细线将质量的带电小球P悬挂在O点，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8），下列说法正确的是（）A．小球带负电 B．小球受到的电场力水平向左C．小球的带电量为 D．小球对细线的拉力大小为23．（23-24高二上·浙江宁波·期末）如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上．为了使质量为、带电荷量为的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的方向可调的匀强电场，重力加速度为．下列说法正确的是（

）A．电场强度的最小值为 B．电场强度的最小值为C．若电场强度，则电场强度方向一定竖直向上D．若电场强度，则电场强度方向不一定竖直向上24．（23-24高一下·吉林通化·期末）用一根绝缘细线吊着质量m=0.1kg、电荷量的小球（可视为点电荷），小球静止在如图所示的匀强电场中，匀强电场的电场强度方向、细线与竖直方向的夹角均为60°，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）细线上的拉力大小F线；（2）该匀强电场的电场强度大小E。【高分演练】一、单选题25．（24-25高二上·山西太原）下列说法中正确的是（）A．电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向B．公式和只适用点电荷形成的电场C．根据可知，电场中某点的电场强度与试探电荷的受力大小及带电荷量无关D．在真空中以点电荷为圆心，半径为的球面上，电场强度处处相等26．（23-24高一下·江苏泰州·期末）在如图所示的电场中，各点电荷带电量大小都是，甲图中的A、B为对称点，乙、丙两图的点电荷间距离都为，虚线是两侧点电荷的中垂线，两点电荷连线上的O、C和O、D间距离也是，下列说法正确的是（）A．图甲中A、B两点电场强度相同B．图乙和图丙中，点的电场强度大小相等C．图乙中点的电场强度大于图丙中点的电场强度D．乙图中从点沿虚线向上的电场强度变大，而丙图中变小27．（23-24高一下·天津河北·期末）如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A．该电场线的方向是由A指向B B．该电场一定是负点电荷形成的电场C．A点的电场强度比B点的电场强度小 D．电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力28．（23-24高一下·重庆·期末）如图所示，平面内直线AB和MN垂直相交于О点，A、B关于О点对称。M、N关于О点对称，C是AO的中点，D是OB的中点，则下列说法正确的是（）A．若将电荷量为+Q的点电荷放置在О点，则C、M、D、N四点的电场强度相同B．若将电荷量为+Q和-Q的点电荷分别放置在A点和B点，则C、D两点电场强度方向相反C．若在C点和D点分别放置等量同种点电荷，一电子从О点沿直线运动到N点的过程中所受静电力的大小是一直减小的D．若在C点和D点分别放置等量正点电荷，一电子从M点由静止释放，电子将在M、N间做往返运动29．（23-24高二下·河北邯郸·期末）如图所示，均匀带正电的半圆环放置在绝缘水平桌面上，半圆环上AB、BC、CD的弧长相等，已知BC在圆心O点的电场强度大小为E、方向水平向右，则O点的电场强度大小为（

）A．E B．2E C． D．30．（23-24高一下·黑龙江绥化·阶段练习）如图所示，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电量均为，c带电量为，则（

）A．ab连线中点场强为零 B．三角形中心处场强为零C．b所受库仑力方向垂直于ab连线 D．a、b、c所受库仑力大小之比为31．（23-24高一下·江苏无锡·阶段练习）如图，带电量为-q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷在通过带电薄板几何中心的垂线上。a点处电场强度为零，静电力恒量为k。在图中b点（a点关于带电薄板的对称点）的电场强度大小和方向正确的是（）A．0 B．，垂直薄板向右C．，垂直薄板向右 D．，垂直薄板向右32．（23-24高一下·河北衡水·阶段练习）反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着放电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，反天刀周围的电场线分布示意图如图所示，A、B、C为电场中的点，下列说法不正确的是（）A．头部带正电，尾部带负电 B．负离子运动到A点时，其加速度方向向左C．A点电场强度小于B点电场强度 D．图中从A点到C点的虚线可能是正离子的运动轨迹33．（23-24高二上·浙江杭州·期中）如图所示，半径为R的光滑绝缘空心圆形细管道竖直固定放置，A、B为置于管道中的可视为点电荷的带电小球，其中小球A固定在管道的最低点M处，小球B可以自由滑动。平衡时，小球B静止在管道中的N处，M、N连线与竖直方向成30°角。已知小球B所带电荷量为，质量为m，重力加速度为g，不计小球大小和管道内径，则（

）A．小球A一定带负电 B．小球A在N处产生的电场强度大小为C．小球A所带电荷量的绝对值为 D．小球A所带电荷量的绝对值为二、多选题34．（2023高二上·全国·专题练习）如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是（）A．甲图中，与点电荷等距的a、b两点B．乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中，匀强电场中的a、b两点35．（23-24高二上·河北石家庄·期末）如图所示，真空中有A、B、C三个带正电的点电荷，它们固定在边长为的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是q，O点是三角形底边的中点，静电力常量为。下列说法正确的是（）A．点电荷对A的静电力大小为 B．点电荷对A的静电力大小为C．点的电场强度大小为 D．点的电场强度大小为36．（23-24高二上·广东深圳·期末）如图，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点。若小物体电荷量保持不变，OM=ON，则（）

A．从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功B．小物体再次回到M点时，摩擦力和电场力做功均为零C．小物体上滑和下滑过程中经过同一位置时库仑力大小相等D．小物体上滑和下滑过程中速度最大的位置均在MN的中点37．（23-24高二上·甘肃定西·期末）图为某静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（）

A．这个电场可能是负点电荷形成的.B．C点处的电场强度不为零C．点电荷q在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大D．负电荷在B点受到的静电力的方向与电场强度的方向相同38．（23-24高二上·福建厦门·期中）如图所示，带电小球A挂在绝