2024_2025学年新教材高中物理课后落实3电场电场强度含解析新人教版必修第三册.doc
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电场电场强度
(建议用时:40分钟)
◎题组一电场强度的理解和计算
1.(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的摸索电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是()
ABCD
AD[电场中某点的电场强度与摸索电荷无关,A正确,B错误;由F=qE可知,F-q图线为过原点的倾斜直线,D正确,C错误。]
2.关于电场强度的两个公式E=eq\f(F,q)和E=eq\f(kQ,r2),下列说法中正确的是()
A.q表示放入电场中的摸索电荷的电荷量,Q表示场源电荷的电荷量
B.E随q的增大而减小、随Q的增大而增大
C.第一个公式仅适用于匀强电场,且E的方向与F的方向一样
D.其次个公式适用于包括点电荷在内的全部场源形成的电场
A[本题应明确两个公式的来源:公式E=eq\f(F,q)为电场强度的定义式,公式E=eq\f(kQ,r2)是依据电场强度的定义式及库仑定律求出的公式。公式E=eq\f(F,q)中的q表示放入电场中的摸索电荷的电荷量,公式E=eq\f(kQ,r2)中的Q表示场源电荷的电荷量,故A正确;E与q的大小无关,E随Q的增大而增大,故B错误;第一个公式适用于全部电场,且E的方向与正电荷所受静电力F的方向一样,故C错误;其次个公式只适用于真空中的点电荷电场,故D错误。]
3.如图所示,O、P、Q三点不在一条直线上,eq\x\to(OP)<eq\x\to(OQ),在O处有一正点电荷。若P、Q两点的电场强度分别为EP、EQ,则()
A.EP<EQ,且方向相同 B.EP>EQ,且方向相同
C.EP<EQ,且方向不同 D.EP>EQ,且方向不同
D[正点电荷四周的电场线的方向由正点电荷指向无穷远,可知P点与Q点的电场强度方向不同。由点电荷的电场强度公式可得EP=eq\f(kQ,\x\to(OP)2),EQ=eq\f(kQ,\x\to(OQ)2),由于eq\x\to(OP)<eq\x\to(OQ),所以EP>EQ。选项D正确。]
4.如图所示,在一半径为R的圆周上匀称分布有N(偶数)个带电小球(可视为质点)无间隙排列,其中A点的小球带电荷量为+2q,其余小球带电荷量为+q,此时圆心O点的电场强度大小为E,现仅撤去A点的小球,则O点的电场强度大小为()
A.EB.eq\f(E,2)C.eq\f(E,3)D.eq\f(E,4)
A[假设圆周上匀称分布的都是带电荷量为+q的小球,由于圆的对称性,依据电场的叠加原理知,圆心O处电场强度为0;现在A处放置带电荷量为+2q的小球,此时圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为+q的小球在O点产生的电场强度,所以此时有E=keq\f(q,r2),方向水平向左;现仅撤去A点的小球,剩余小球在O点的电场强度与A点放置+q产生的电场强度大小相等、方向相反,即E′=keq\f(q,r2)=E,方向向右,故选项A正确。]
5.如图所示,有一水平方向的匀强电场,电场强度大小为9000N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-8C的正点电荷,则A处电场强度大小EA=________N/C,B处的电场强度大小EB
[解析]先依据点电荷的电场强度公式求出点电荷在A点的电场强度大小,依据矢量求和得到与匀强电场叠加后A、B两点的电场强度大小。圆心O处的点电荷在A点产生的电场强度EOA=keq\f(Q,r2)=9×109×eq\f(10-8,0.12)N/C=9×103N/C,方向水平向左,依据矢量求和,所以A处的合电场强度为零;B处电场强度大小EB=eq\r(E2+E\o\al(2,OB))=eq\r(2)E=9eq\r(2)×103N/C。
[答案]09eq\r(2)×103
◎题组二对电场线的相识
6.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是()
A.这个电场可能是一个带负电的点电荷的电场
B.点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大
C.点电荷q在A点的瞬时加速度比在B点的瞬时加速度小
D.负电荷在B点受到的静电力方向沿B点的电场强度方向
B[孤立的负点电荷四周的电场线是类似于辐射状的向负点电荷聚集的直线,故A错误;电场线越密的地方电场强度越强,由题图知A点的电场强度比B点的强。又因F=Eq,得点电荷q在A点受的电场力比在B点大,故B正确;由牛顿其次定律可知,a与F成正比,所以点电荷q在A点的瞬时加速度比在B点的大,故C错误;B点的切线方向即B点的电场强度方向,而负电荷所受电场力方向与其相反,故D错误。]
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