电场强度习题

1 第 1 章静电场第 03 节 电场强度 知能准备 1 物质存在的两种形式 与 2 电场强度 1 电场明显的特征之一是对场中其他电荷具有 2 放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的 叫做该点 的电场强度 物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的 静电力的方向相同 3 电场强度单位 符号 另一单位 符号 4 如果 1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是 1 N 这点的电场强度就是 3 电场强度的叠加 电场中某点的电场强度为各个场源点电荷 在该点产生的电场强度的 4 电场线 1 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线 或直线 曲线上每点的切线方向表 示该点的电场强度方向 2 电场线的特点 电场线从正电荷 或无限远处 出发 终止于无限远或负电荷 电场线在电场中不相交 这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方 向 在同一幅图中 电场强度较大的地方电场线较 电场强度较小的地方电场 线较 因此可以用电场线的 来表示电场强度的相对大小 5 匀强电场 如果电场中各点电场强度的大小 方向 这个电 场就叫做匀强电场 6 关于对电场线的理解 1 电场是一种客观存在的物质 而电场线不是客观存在的 也就是说电场线不是电 场中实际存在的线 而是为了形象地描述电场而画出的 是一种辅助工具 电场线也不是 任意画出的 它是根据电场的性质和特点画出的曲线 2 电场线的疏密表示场强的大小 电场线越密的地方场强越大 3 曲线上各点切线方向表示该点电场强度方向 4 电场中的任何两条电场线都不相交 5 在静电场中 电场线总是从正电荷出发 终止于负电荷 电场线不闭合 6 电场线不是电荷运动的轨迹 电荷沿电场线运动的条件是 电场线是直线 电 荷的初速度为零且只受电场力的作用在电场中运动 或电荷的初速度不为零但初速度方向 与电场线在一条直线上 7 几种常见电场的电场线分布特征 图 1 3 5 2 1 正 负点电荷形成的电场线 如图 1 3 5 所示 离电荷越近 电场线越密集 场强越强 方向是正点电荷由点电荷指向无穷远 而负为电荷则由无穷远处指向点电荷 在正 负 点电荷形成的电场中 不存在场强相同的点 若以点电荷为球心作一个球面 电场线处处与球面相垂直 在此球面 上场强大小处处相等 方向处处不相同 2 等量异种点电荷形成的电场线 如图 1 3 6 所示 两点电荷连线上各点 电场线方向从正电荷指向负电荷 场强大小 可以计算 两点电荷连线的中垂面 中垂线 上 电场线方向均相同 即场强方向均相同 且总 与中垂面 线 垂直 在中垂面 线上 到 O 点等距离处各点的场强相等 O 为两点电荷连线中 点 在中垂面 线 上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面 线 垂直 因此 在中垂面 线 上移动电荷时电场力不做功 3 等量同种点电荷形成的电场线 如图 1 3 7 所示 两点电荷连线中点处场强为零 此处无电场线 两点电荷中点附近的电场线非常稀疏 但场强并不为零 两点电荷连线中垂面 中垂线 上 场强方向总沿面 线 远离 等量 正电荷 在中垂面 线 上从 O 沿面 线 到无穷远 是电场线先变密后变疏 即场强先变强后 变弱 两个带负电的点电荷形成的电场线与两个正电荷形成的电场线分布完全相同 只 是电场线的方向相反 1 真空中距点电荷 电量为Q 为r的A点处 放一个带电量为q q Q 的点电荷 q受 到的电场力大小为F 则A点的场强为 BD A F Q B F q C k D k q r2 Q r2 2 关于电场强度 下列说法正确的是 C A 以点电荷为球心 r 为半径的球面上 各点的场强都相同 B 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场场强大 C 若放入正电荷时 电场中某点的场强向右 则当放入负电荷时 该点的场强仍向 右 D 电荷所受到的电场力很大 即该点的电场强度很大 图 1 3 7 图 1 3 6 3 1 下列说法正确的是 D A 靠近正点电荷 电场线越密 电场强度越大 靠近负点电荷 电场线越密 电场 强度越小 B 沿电场方向电场强度越来越小 C 在电场中没画电场线的地方场强为零 D 电场线虽然是假想的一簇曲线或直线 但可以用实验方法模拟出来 4 一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为 F 这点的电场强度为 E 在图中能正 确反映 q E F 三者关系的是 D 5 如图 8 所示 表示一个电场中 a b c b 四点分别引入检验电荷时 测得检验电 荷所受电场力与电荷量间的函数关系图象 那么下列说法中正确的是 B 图 8 A 该电场是匀强电场 B 这四点场强的大小关系是 Ed Ea Eb Ec C 这四点场强的大小关系是 Ea Eb Ec Ed D 无法比较这四点场强的大小关系 7 如图 10 所示 A 为带正电荷 Q 的金属板 沿金属板的垂直平分线在距离板 r 处放 一质量为 m 电荷量为 q 的小球 小球受水平向右的电场力作用而偏转 角后静 止 设小球是用绝缘丝线悬挂于 O 点 求小球所在处的电场强度 图 10 答案 mg 方向水平向右 tan q 8 如图 11 所示 在边长为 L 的正方形四个顶点 A B C D 上依次放置电荷量为 q q q 和 q 的点电荷 求正方形中心 O 点的电场强度 图 11 答案 E 方向沿 OD 连线由 O 指向 D 4kq L2 例 1 如图 2 所示 在一带负电的导体 A 附近有一点 B 如在 B 处放置一个 q1 2 0 10 8 C 的电荷 测出其受到的静电力 F1大小为 4 0 10 6 N 方向如图 则 B 处场强是多大 如果换用一个 q2 4 0 10 7 C 的电荷放在 B 点 其受力多大 此时 B 处场强多大 思路点拨 解答本题应把握以下三点 4 图 2 1 电场强度的大小计算和方向判断可分开进行 2 场强大小可由场强的定义式求解 3 场强方向与正 负 电荷所受电场力方向相同 反 解析 由场强公式可得 EB N C 200 N C F1 q1 4 0 10 6 2 0 10 8 因为是负电荷 所以场强方向与 F1方向相反 q2在 B 点所受静电力 F2 q2EB 4 0 10 7 200 N 8 0 10 5 N 方向与场强方向相同 也就是与 F1反向 此时 B 处场强 EB N C 200 N C F2 q2 8 0 10 5 4 0 10 7 例 2 在真空中 O 点放一个电荷 Q 1 0 10 9 C 直线 MN 通过 O 点 OM 的距离 r 30 cm M 点放一个点电荷 q 1 0 10 10 C 如图 4 所示 求 图 4 1 q 在 M 点受到的作用力 2 M 点的场强 3 拿走 q 后 M 点的场强 4 若 MN 30 cm 则 N 点的场强多大 答案 1 1 0 10 8 N 方向沿 MO 指向 Q 2 100 N C 方向沿 OM 指向 M 3 100 N C 沿 OM 指向 M 4 25 N C 3 在如图所示的 4 种电场中 A B两点电场强度相同的是 答案 C 4 如下图 a 中AB是一个点电荷电场中的电场线 图 b 则是放在电场线上a b处的 检验电荷的电量与所受电场力间的函数图线 由此可以判定 AC A 场源是正电荷 位于A点 B 场源是正电荷 位于B点 C 场源是负电荷 位于A点 D 场源是负电荷 位于B点 5 3 如图 9 所示 空间有一电场 电场中有两个点 a 和 b 下列表述正确的是 B A 该电场是匀强电场 B a 点的电场强度比 b 点的大 C b 点的电场强度比 a 点的大 D 正电荷在 a b 两点受力方向相同 13 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场 图 1 3 10 所示为点电荷 a b 所形成电 场的电场线分布图 以下说法中正确的是 B A a b 为异种电荷 a 带电量大于 b 带电量 B a b 为异种电荷 a 带电量小于 b 带电量 C a b 为同种电荷 a 带电量大于 b 带电量 D a b 为同种电荷 a 带电量小于 b 带电量 4 如图 6 所示 带箭头的直线是某一电场中的一条电场线 在这条线上有 A B 两点 用 EA EB表示 A B 两处的场强 则 AD 图 6 A A B 两处的场强方向相同 B 因为 A B 在一条电场线上 且电场线是直线 所以 EA EB C 电场线从 A 指向 B 所以 EA EB D 不知 A B 附近电场线的分布情况 EA EB的大小不能确定 3 关于电场线的说法 正确的是 CD A 电场线的方向 就是电荷受力的方向 B 正电荷只