2024版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資第九章第1課時　電場和電場強(qiáng)度含答案

版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資第九章第九章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度第1課時電場和電場強(qiáng)度基礎(chǔ)過關(guān)練題組一電場及電場強(qiáng)度的理解1.關(guān)于電場,下列說法中不正確的是()A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場B.電場是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放正電荷所受的靜電力的方向D.電場中不放入試探電荷時,電場強(qiáng)度為零2.(2023四川德陽五中月考)下列關(guān)于電場強(qiáng)度E的說法正確的是()A.公式E=FqB.公式E=Fq,E與F成正比,與qC.公式E=Fq,F是放入電場中的試探電荷所受的靜電力,qD.電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于Fq,3.(2023江西萍鄉(xiāng)蘆溪中學(xué)月考)如圖是電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E及所受電場力F與放在該點(diǎn)處的試探電荷所帶電荷量q之間的函數(shù)關(guān)系圖像,其中正確的是()題組二點(diǎn)電荷的電場4.(2022湖北麻城二中期中)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2的幾種不同的理解,正確的是(A.以點(diǎn)電荷Q為中心、r為半徑的球面上,各處的場強(qiáng)相同B.當(dāng)r→0時,E→∞;當(dāng)r→∞時,E→0C.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,各點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷Q的D.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比5.(2023北京交通大學(xué)附屬中學(xué)期中)如圖所示,Q是真空中固定的點(diǎn)電荷,a、b、c是以Q所在位置為圓心、半徑分別為r或2r球面上的三點(diǎn),電荷量為-q的試探電荷在a點(diǎn)受到的庫侖力方向指向Q,則()A.Q帶負(fù)電B.b、c兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為4∶1D.將a處試探電荷電荷量變?yōu)?2q,該處電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍6.真空中,A、B兩點(diǎn)位于點(diǎn)電荷Q的電場中,在A點(diǎn)放一帶電荷量為+q的試探電荷,其受到的電場力大小為F0;在B點(diǎn)放一帶電荷量為-2q的試探電荷,其受到的電場力大小為F02。則A、B兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比為(A.4∶1B.1∶4C.1∶2D.2∶1題組三電場強(qiáng)度的疊加7.(2023廣東河源月考)真空中兩個點(diǎn)電荷Q1、Q2分別固定于x軸上x1=0和x2=4a兩點(diǎn)(圖中未畫出),如圖所示。已知Q1帶正電,x=2a處的電場強(qiáng)度為0,下列說法正確的是()A.Q2帶負(fù)電B.Q1所帶的電荷量比Q2多C.x=a處的場強(qiáng)方向與x軸正方向相反D.x=3a處的場強(qiáng)方向與x軸正方向相反8.(2023廣東肇慶鼎湖中學(xué)月考)如圖所示,正電荷Q置于一勻強(qiáng)電場中(圖中水平直線為勻強(qiáng)電場的電場線),在以正電荷Q為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c三點(diǎn),其中a點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ea=0,靜電力常量為k,則下列判斷正確的是()A.勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=kQ2rB.勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=kQr2C.c點(diǎn)場強(qiáng)Ec=0D.b點(diǎn)場強(qiáng)Eb=2kQr2,9.(2023河南創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,四個點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對值均為Q,分別固定在正方形的四個頂點(diǎn)上,正方形邊長為a,則正方形兩條對角線交點(diǎn)處的電場強(qiáng)度()A.大小為42kQB.大小為22kQC.大小為42kQD.大小為22kQ10.(2023四川成都七中月考)直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時,G點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量為k。若O點(diǎn)處的正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小和方向分別為()A.3kQ4a2B.3kQ4a2C.5kQ4a2D.5kQ4a211.(2023福建南平建陽二中月考)如圖所示,直角三角形ABC的∠B為直角,∠A=30°,直角邊BC長度為a。分別在A、B兩點(diǎn)固定兩個點(diǎn)電荷,已知固定在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電荷量為+Q(Q>0),靜電力常量為k,若在C點(diǎn)放置一帶正電的試探電荷,它受到的電場力平行于AB指向右方,求:(1)固定在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小E1;(2)C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小E。能力提升練題組一點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的疊加1.(2023浙江杭州四中期中)如圖所示,真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C,分別固定在x坐標(biāo)軸的x=0和x=6cm的位置上。以下說法正確的是()A.x坐標(biāo)軸上,電場強(qiáng)度為零的位置有兩處B.x坐標(biāo)軸上x=-12cm處電場強(qiáng)度為零C.x坐標(biāo)軸上,電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向的區(qū)域只有0<x<6cmD.x坐標(biāo)軸上,6cm<x<12cm區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向2.(2022安徽宿州碭山中學(xué)檢測)如圖所示,邊長為a的正三角形ABC的三個頂點(diǎn)分別固定有點(diǎn)電荷+q、+q、-q,則該三角形中心O點(diǎn)處的場強(qiáng)為(靜電力常量為k)()A.3kqa2,方向由B.3kqa2,方向由C.6kqa2,方向由D.6kqa2,方向由3.(2023遼寧沈陽第八十三中學(xué)月考)如圖所示,A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點(diǎn),在這些點(diǎn)上各固定一個點(diǎn)電荷,除A點(diǎn)處的電荷量為-q外,其余各點(diǎn)處的電荷量均為+q,則圓心O處的場強(qiáng)()A.大小為kqr2,方向沿B.大小為kqr2,方向沿C.大小為2kqr2,D.大小為2kqr2,4.(2023山東鄒城月考)如圖所示坐標(biāo)系中,P、M、N為坐標(biāo)軸上的三點(diǎn),它們到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離相等?？臻g存在場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場,M、N點(diǎn)有電荷量相等的兩正點(diǎn)電荷,O點(diǎn)的場強(qiáng)為0?，F(xiàn)把N點(diǎn)的電荷移到P點(diǎn),其他條件不變。則此時O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為()A.0B.EC.2ED.2E題組二非點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的疊加5.(2023江西贛州南康三中月考)如圖所示,半徑為R的絕緣體環(huán)的頂端有一寬為l的小狹縫A,且滿足l遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R,在絕緣體環(huán)上均勻分布著總電荷量為q的負(fù)電荷。已知靜電力常量為k,則關(guān)于絕緣體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場強(qiáng),下列說法正確的是()A.場強(qiáng)大小為kqR2,方向由AB.場強(qiáng)大小為klqR3,方向由OC.場強(qiáng)大小為klq(2πR?l)D.場強(qiáng)大小為klq(2πR?l)6.(2023廣東廣州三校期中聯(lián)考)甲、乙、丙、丁四圖中的各14圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各14圓環(huán)間彼此絕緣。下列關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度的說法中正確的是()A.圖甲與圖丙場強(qiáng)相同B.圖乙與圖丁場強(qiáng)相同C.四圖中O處電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為E乙>E丙=E甲>E丁D.乙、丙兩圖中O處電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為E乙=2E丙7.(2023江蘇南京金陵中學(xué)期中)如圖,三根均勻帶電的絕緣棒a、b、c圍成等邊三角形,a、b棒帶等量同種電荷。此時三角形的中心O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2E0。若僅撤去c棒,O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E0;若僅將a棒疊于b棒處,則O點(diǎn)場強(qiáng)大小為()A.4E0B.7E0C.2E0D.E08.(2023江西九江一中月考)如圖所示,一均勻帶電絕緣細(xì)棒的電荷量為+q(q>0),在過細(xì)棒中點(diǎn)c的中垂線上有a、b、d三點(diǎn),且bc=cd=ab=x。在a點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷,其電荷量為-6q,已知d點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,靜電力常量為k,則b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為()A.2題組三疊加電場中物體的受力9.(2023天津濱海新區(qū)塘沽一中月考)如圖所示,一電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線由A→O→B勻速運(yùn)動,電子重力不計,則電子除受電場力外,所受的另一個力的大小和方向變化情況是()A.先變大后變小,方向水平向左B.先變大后變小,方向水平向右C.先變小后變大,方向水平向左D.先變小后變大,方向水平向右10.(2023廣東深圳中學(xué)模擬預(yù)測)如圖所示,半徑為R的金屬圓環(huán)固定在豎直平面,金屬環(huán)均勻帶電,帶電荷量為Q,一長為L=2R的絕緣細(xì)線一端固定在圓環(huán)最高點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(未知)的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn))。穩(wěn)定時帶電金屬小球在過圓心且垂直圓環(huán)平面的軸上的P點(diǎn)處于平衡狀態(tài),點(diǎn)P'(圖中未畫出)是點(diǎn)P關(guān)于圓心O對稱的點(diǎn)。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.O點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零B.P'點(diǎn)場強(qiáng)大小為3C.金屬帶電小球的電荷量為q=8D.剪斷細(xì)線瞬間,小球加速度水平向右

答案與分層梯度式解析第九章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度第1課時電場和電場強(qiáng)度基礎(chǔ)過關(guān)練1.D2.D3.AD4.D5.C6.C7.D8.D9.C10.B1.D電場是電荷周圍實際存在的一種特殊物質(zhì),電場就是由電荷產(chǎn)生的,有電荷一定有電場的存在,A說法正確;電場雖然看不見、摸不著,但它是一種客觀存在的物質(zhì),B說法正確;電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放正電荷所受的靜電力的方向,與該點(diǎn)所放負(fù)電荷所受的靜電力的方向相反,C說法正確;電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是由電場本身的性質(zhì)決定的,與試探電荷的有無、電荷量大小及所受靜電力無關(guān),故D說法錯誤。2.DE=Fq是電場強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場,E是電場中某點(diǎn)的場強(qiáng),F是放入電場中的試探電荷所受的靜電力,q是放入電場的試探電荷的電荷量,E只與電場本身有關(guān),與有無試探電荷及試探電荷所受靜電力無關(guān),不能說E與F成正比、與q成反比,A、B、C錯誤,3.AD電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定,與試探電荷無關(guān),故某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是個定值,A正確,B錯誤;根據(jù)F=Eq可知,F-q圖像是正比例函數(shù)圖像,C錯誤,D正確。4.D以點(diǎn)電荷Q為中心、r為半徑的球面上,各處的場強(qiáng)大小相等,方向不同,場強(qiáng)是矢量,所以場強(qiáng)不同,A錯誤;當(dāng)r→0時,帶電體已不能看成點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2不適用,B錯誤;在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,各點(diǎn)的場強(qiáng)方向與點(diǎn)電荷的電性有關(guān),在正電荷產(chǎn)生的電場中,各點(diǎn)的場強(qiáng)方向是背向點(diǎn)電荷Q向外的,在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中,各點(diǎn)的場強(qiáng)方向是指向點(diǎn)電荷Q向內(nèi)的,C錯誤;在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,場強(qiáng)公式為E=kQr2,則某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與Q的大小成正比,與r5.C電荷量為-q的試探電荷在a點(diǎn)受到的庫侖力方向指向Q,故電場強(qiáng)度方向背離Q,Q帶正電,A錯誤;由E=kQr2得,b、c兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,但由于方向不同,電場強(qiáng)度不同,a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為4∶1,B錯誤,C正確;電場強(qiáng)度由電場本身決定,與試探電荷無關(guān),將a處的試探電荷電荷量變?yōu)?2q,該處電場強(qiáng)度不變6.C根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=Fq,解得EA=F0q,EB=F04q,根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2,解得EAEB=rB2rA2=47.D由于x=2a處的電場強(qiáng)度為0,可知Q1、Q2兩點(diǎn)電荷在x=2a處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反;由于Q1帶正電,可知Q2也帶正電,結(jié)合E=kQr2可知Q1與Q2所帶電荷量相等,A、B錯誤;Q1、Q2到x=a處的距離分別為a和3a,產(chǎn)生的場強(qiáng)方向分別沿x軸正方向、負(fù)方向,產(chǎn)生的場強(qiáng)大小關(guān)系為kQ1a2>kQ2(3a)2,所以x=a處的電場強(qiáng)度方向與x8.D因a點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ea=0,所以正電荷Q在a點(diǎn)的場強(qiáng)與勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)等大反向,EQa=kQr2,方向水平向左,可得勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E=kQr2,方向水平向右,A、B錯誤;由電場疊加原理知c點(diǎn)電場強(qiáng)度Ec=EQc+E=2kQr2,方向水平向右,C錯誤;同理可得b點(diǎn)的電場強(qiáng)度Eb=9.C根據(jù)題意,四個點(diǎn)電荷到對角線交點(diǎn)的距離均為r=22a,每個點(diǎn)電荷在交點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小均為E=kQr2,兩個正點(diǎn)電荷在交點(diǎn)處產(chǎn)生的合場強(qiáng)方向豎直向下,大小為E正=2E,兩個負(fù)點(diǎn)電荷在交點(diǎn)處產(chǎn)生的合場強(qiáng)方向豎直向下,大小為E負(fù)=2E,所以交點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為E'=E正+E負(fù)=22E10.BG點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零,說明M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小等于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小,為E1=kQa2。由于G、H兩點(diǎn)關(guān)于兩負(fù)點(diǎn)電荷連線對稱,所以兩負(fù)點(diǎn)電荷在H處產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小等于E1。當(dāng)正點(diǎn)電荷放在G處時,它在H處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小E2=kQ(2a)2,所以H處的合場強(qiáng)E=E1-E2=311.答案(1)kQ4a2(解析(1)根據(jù)幾何關(guān)系可知lAC=lBCsin30°根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可得固定在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為E1=kQ(2)根據(jù)題意可知,C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向平行于AB向右,根據(jù)矢量合成可知,固定在B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E2方向豎直向下,如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知cos30°=E解得E=3解題通法處理電場強(qiáng)度疊加的方法能力提升練1.D2.C3.D4.B5.D6.CD7.B8.C9.B10.C1.D要使某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,那么正電荷Q1和負(fù)電荷Q2在該處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反,根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2分析,由于Q1的電荷量大于Q2,則不會在Q1的左邊,也不會在Q1和Q2之間(因為Q1、Q2電性相反,在它們中間電場方向是相同的),只能在Q2右邊,設(shè)該位置與Q2的距離是L,則有kQ1(L+0.06m)2=kQ2|L2,解得L=6cm,即x坐標(biāo)軸上x=12cm處的電場強(qiáng)度為零,A、B錯誤;在Q1和Q2之間,正電荷Q1和負(fù)電荷Q2產(chǎn)生的場強(qiáng)方向沿x軸正方向,所以實際場強(qiáng)也是沿x軸正方向,根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式得,x坐標(biāo)軸上x>12cm區(qū)域電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向,所以x坐標(biāo)軸上電場強(qiáng)度方向沿x2.CO點(diǎn)是正三角形的中心,到三個點(diǎn)電荷的距離r=23asin60°=33a,三個點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均為E0=kqr2,根據(jù)平行四邊形定則可知:兩個+q在O處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為E1=kqr2,再與-q在O處產(chǎn)生的場強(qiáng)合成,得到O點(diǎn)的合場強(qiáng)為E=E0+3.D各點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)如圖所示,由點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的場強(qiáng)公式可知,各點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均為E=kqr2。根據(jù)對稱性,先假定在A點(diǎn)放置電荷量為+q的點(diǎn)電荷,O點(diǎn)的場強(qiáng)為零,則可知B、C、D、E處四個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為E'=kqr2,方向沿OA方向;再與A處的-q在O點(diǎn)的場強(qiáng)疊加,則O點(diǎn)的合場強(qiáng)為E合=E+E'=k2qr2,解題通法對稱法求電場強(qiáng)度4.B如圖所示,M、N處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生電場的場強(qiáng)大小EM、EN大小相等,方向分別沿負(fù)y和負(fù)z,故在yOz平面內(nèi),勻強(qiáng)電場與兩軸Oy、Oz的夾角相等,其在兩軸的分量Ey=Ez,即Ey、EM、Ez、EN大小均相等,為22E。將N點(diǎn)的點(diǎn)電荷移到P點(diǎn)后,其在O點(diǎn)產(chǎn)生電場的場強(qiáng)EP大小等于EN,方向沿負(fù)x,Ey仍然與EM抵消,此時O點(diǎn)的場強(qiáng)等于Ez與EP的合場強(qiáng),所以合場強(qiáng)大小為E,5.D該絕緣體環(huán)可認(rèn)為是從封閉的絕緣體環(huán)上取下寬為l的一小段后的部分,對寬為l的一小段絕緣體分析,由于l遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R,因此可視為點(diǎn)電荷,其在圓心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E=kq2πR?llR2=klq(2πR?l)R2,方向由O指向A。根據(jù)對稱性知,封閉的絕緣體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0,所以寬為l6.CD設(shè)14帶電圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E。甲圖中原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度大小為E;乙圖中坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度大小等于2E;丙圖中第一象限與第三象限內(nèi)的帶正電圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場相互抵消,則原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度大小為E;同理可知丁圖中坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度為0。綜合以上分析,可知場強(qiáng)大小關(guān)系為E乙>E丙=E甲>E丁。根據(jù)圓環(huán)所帶的電性可判斷出E甲、E丙的方向不同。所以A、B錯誤,7.B設(shè)a、b棒帶等量正電荷,由題知,若僅撤去c棒,O點(diǎn)的場強(qiáng)大小由2E0變成E0,說明c棒帶等量負(fù)電荷,且在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與a、b棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)相等,設(shè)a棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E,則b棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小也為E,根據(jù)平行四邊形定則,則有E0=2Ecos60°,解得E=E0。若僅將a棒疊于b棒處,則兩棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E'=2E0,根據(jù)余弦定理,可得三棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E合=(2E0)28.C由于d處合場強(qiáng)為零,所以帶電細(xì)棒與a處點(diǎn)電荷在d處的場強(qiáng)等大反向,且?guī)щ娂?xì)棒在b、d處產(chǎn)生的場強(qiáng)也是等大反向的,所以b處的場強(qiáng)為E=k6qx9.B根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場分布特點(diǎn)可知,在中垂線上場強(qiáng)方向與中垂線垂直,水平向右,且中點(diǎn)O的場強(qiáng)最大,電子沿中垂線由A→O→B勻速運(yùn)動,電子所受電場力先變大后變小,方向水平向左;由于電子受力平衡,則所受的另一個力的大小先變大后變小,方向水平向右,故B正確。10.C根據(jù)對稱性可知,帶電荷量為Q的圓環(huán)在圓心O點(diǎn)場強(qiáng)為零,帶電金屬小球在O點(diǎn)的場強(qiáng)不為零,所以O(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)不為零,A錯誤。設(shè)細(xì)線與半徑的夾角為θ,由幾何關(guān)系得cosθ=RL=12,θ=60°,應(yīng)用微元法,將金屬圓環(huán)無限劃分,設(shè)每一極小段圓環(huán)帶電荷量為Δq,則∑kΔqL2sinθ=ΔE,其中∑Δq=Q,解得EP=3kQ2L2=3kQ8R2。根據(jù)對稱性可知,帶電荷量為Q的圓環(huán)在P、P'兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向相反,即帶電荷量為Q的圓環(huán)在P'點(diǎn)的場強(qiáng)大小為3kQ8R2,而P'點(diǎn)的場強(qiáng)是圓環(huán)與帶電金屬小球在P'的電場強(qiáng)度的疊加,所以EP'≠3kQ8解題通法微元法求電場強(qiáng)度第九章靜電場及其應(yīng)用第2課時電場線基礎(chǔ)過關(guān)練題組一電場線的特點(diǎn)1.(2023重慶八中月考)下列說法正確的是()A.在靜電場中,電場線越密的地方,電場強(qiáng)度越大B.在靜電場中,電場線可以相交C.某正電荷在電場中由靜止釋放,其運(yùn)動的軌跡必定與電場線重合D.順著電場線移動電荷,電荷所受電場力大小一定不變2.(2022江蘇南通期中)把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里,加上電場,可以模擬出電場線的分布情況,如圖甲是模擬孤立點(diǎn)電荷和金屬板之間電場的照片,乙圖為簡化后的電場線分布情況,則()A.由圖甲可知,電場線是真實存在的B.圖甲中,沒有頭發(fā)屑的地方?jīng)]有電場C.圖乙中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.在圖乙電場中由A點(diǎn)靜止釋放的質(zhì)子能沿著電場線運(yùn)動到B點(diǎn)題組二幾種常見電荷產(chǎn)生電場的電場線3.(2023江蘇鹽城阜寧實驗中學(xué)月考)如圖所示,下列電場中,A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是()4.(2022浙江紹興期末)一只蜜蜂給一朵花帶上正電荷后,蜜蜂飛走了。另一只蜜蜂帶同樣數(shù)量的正電荷飛近了花朵。圖中電場線最能表示蜜蜂和花之間的電場的是()ABCD5.(2022浙江臺州期末)電場線能很直觀、方便地比較電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場的電場線,圖乙是場中的一些點(diǎn),O是電荷連線的中點(diǎn),E、F是連線中垂線上關(guān)于O對稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也關(guān)于O對稱。則()A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng)D.B、O、C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最弱6.(2022山東青島十九中月考)如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在這條電場線上有A、B兩點(diǎn),用EA、EB表示A、B兩處的電場強(qiáng)度,則()A.A、B兩處的電場強(qiáng)度相同,電場為勻強(qiáng)電場B.因為A、B在一條電場線上,所以EA=EBC.正電荷在運(yùn)動中通過B點(diǎn)時,其運(yùn)動方向一定沿BA方向D.負(fù)電荷在A點(diǎn)所受的靜電力方向與電場強(qiáng)度的方向相反能力提升練題組一電場線與帶電粒子運(yùn)動軌跡的關(guān)系1.(2022山東菏澤月考)如圖所示,實線為三條方向未知的電場線,從電場中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個帶電粒子,a、b的運(yùn)動軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受靜電力作用),則()A.a一定帶正電,b一定帶負(fù)電B.整個過程中,靜電力始終對a做正功,始終對b做負(fù)功C.a的速度逐漸減小,b的速度逐漸增大D.a的加速度逐漸減小,b的加速度逐漸增大2.(2023河南豫北名校聯(lián)考)如圖所示,一試探電荷進(jìn)入真空中等量的同種點(diǎn)電荷所形成的電場中,A、B、C是試探電荷運(yùn)動軌跡上的三個點(diǎn),下列說法正確的是()A.試探電荷一定從A點(diǎn)到B點(diǎn)再到C點(diǎn)B.試探電荷在B點(diǎn)的加速度小于在C點(diǎn)的加速度C.當(dāng)試探電荷從A點(diǎn)到B點(diǎn)再到C點(diǎn)時,速度先增大再減小D.試探電荷一定帶負(fù)電題組二電場線與圖像的綜合3.(2023河南平頂山聯(lián)考)電場中某區(qū)域的電場線分布如圖1所示。a、b是電場中的兩點(diǎn),分別用Ea、Eb表示a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小,用Fa、Fb表示點(diǎn)電荷q分別處于a、b兩點(diǎn)時受到電場力的大小。圖2則是放在電場中a、b處試探電荷所受電場力的大小與其電荷量間的函數(shù)圖像,下列判斷中正確的是()A.Ea和q成正比B.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大C.圖2中P線與位于b點(diǎn)的點(diǎn)電荷對應(yīng)D.若在b點(diǎn)放置負(fù)電荷,則b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向從b指向a4.(2023北京第一六六中學(xué)期中)如圖所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷),被固定在光滑絕緣的水平面上。P、N是小球A、B的連線的中垂線上兩點(diǎn),且PO=ON。現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn)),由P點(diǎn)靜止釋放,在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動的過程中,下列關(guān)于小球C的速度圖像中,可能正確的是()題組三電場線的綜合應(yīng)用5.如圖所示,用一根絕緣細(xì)線懸掛一個帶電小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q,現(xiàn)加一水平的勻強(qiáng)電場,平衡時絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,重力加速度大小為g。(1)求該電場的場強(qiáng)大小E;(2)如果將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)θ角并改變場強(qiáng)的大小,小球平衡時,細(xì)線與豎直方向夾角仍為θ,求改變后的場強(qiáng)大小E'。

答案與分層梯度式解析第九章靜電場及其應(yīng)用第2課時電場線基礎(chǔ)過關(guān)練1.A2.C3.C4.C5.ACD6.D1.A電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱,電場線越密的地方,電場強(qiáng)度越大,A正確;在靜電場中,電場線不可能相交,若兩電場線相交,交點(diǎn)處電場線的切線方向有兩個,說明電場強(qiáng)度方向有兩個,而電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度是唯一確定的,B錯誤;電荷的運(yùn)動軌跡與所受的合力、初速度都有關(guān),正電荷在電場中由靜止釋放,其運(yùn)動軌跡與電場線不一定重合,C錯誤;沿電場線的方向,電場線的疏密情況未知,電荷所受電場力的大小不能確定,故B、C、D錯誤。2.C電場線是假想的曲線,不是真實存在的,A錯誤;圖甲中,沒有頭發(fā)屑的地方同樣也有電場存在,B錯誤;圖乙中A點(diǎn)的電場線較B點(diǎn)密集,可知A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度,C正確;因A、B之間的電場線為曲線,根據(jù)物體做曲線運(yùn)動的條件可知,由A點(diǎn)靜止釋放的質(zhì)子不可能沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn),D錯誤。3.C電場強(qiáng)度相同是指電場強(qiáng)度的大小和方向都相同。電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,電場線的切線方向是場強(qiáng)的方向,據(jù)此進(jìn)行判斷。A、B圖是點(diǎn)電荷周圍的電場,A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向不同,場強(qiáng)不同,A、B錯誤;C圖是勻強(qiáng)電場,A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向都相同,故電場強(qiáng)度相同,C正確;D圖中場強(qiáng)大小、方向都不同,場強(qiáng)不同,D錯誤。4.C花朵和蜜蜂帶數(shù)量相同的正電荷,蜜蜂和花之間的電場與等量正電荷之間的電場類似,即電場線均由蜜蜂、花指向外部,C正確。5.ACDB、C兩點(diǎn)在等量異種電荷連線上,則B、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向都是水平向右,又B、C兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,則B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小也相等,所以B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)相同,A正確;A、D兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,由圖可知,方向都是水平向左,所以A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)相同,B錯誤;電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小,由圖可知B、O、C三點(diǎn)相比較,O點(diǎn)電場線最稀疏,則O點(diǎn)場強(qiáng)最小,在中垂線上,O點(diǎn)電場強(qiáng)度最大,所以E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng),C、D正確。6.D由題圖可知,A、B兩點(diǎn)所在的電場線是直線,則A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向必定相同,由于無法判斷電場線的疏密,也就無法判斷A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小以及電場是否為勻強(qiáng)電場,故A、B錯誤;正電荷受到的電場力的方向一定沿著電場線的切線方向,但其通過B點(diǎn)時運(yùn)動方向可以為任意方向,故C錯誤;電場強(qiáng)度的方向為正電荷在該點(diǎn)受到的電場力的方向,負(fù)電荷在該點(diǎn)受到的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反,故D正確。易錯分析本題易犯的錯誤是認(rèn)為電場線是直線的電場為勻強(qiáng)電場或點(diǎn)電荷的電場,勻強(qiáng)電場或