第九章 3 第2课时 电场线 匀强电场(课件+学案+练习)高中物理人教版(2019)必修第三册

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第九章 3 第2课时 电场线 匀强电场(课件+学案+练习)高中物理人教版(2019)必修第三册

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第2课时 电场线 匀强电场
[学习目标] 1.知道什么是电场线并掌握电场线的特点。2.会用电场线描述电场,熟记几种常见的电场线(重点)。3.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,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(重难点)。4.知道什么是匀强电场以及匀强电场的特点(重点)。
一、电场线
电场线的特点
(1)电场线从        出发,终止于        。不是闭合曲线。
(2)电场线在电场中    ,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。
(3)电场线的    可以用来比较各点电场强度的大小。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)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际不存在。
例1 (来自教材)某一区域的电场线分布如图所示。A、B、C是电场中的三个点。
(1)哪一点的电场强度最强? 哪一点的电场强度最弱?
(2)画出各点电场强度的方向。
(3)把负的点电荷分别放在这三个点,画出它所受静电力的方向。
二、几种常见的电场线
认真观察常见的几种电场线的分布情况,完成下面填空。
电场 电场线 简要描述
正点电荷 以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小   ,方向   
负点电荷 以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小   ,方向   
等量同种点电荷 1.由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变   后变   。连线中点O电场强度为   2.两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度先变   后变    3.关于O点对称的两点电场强度        (选填“等大同向”或“等大反向”)
等量异种点电荷 1.由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变  后变   2.从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度逐渐变    3.关于O点对称的两点电场强度        (选填“等大同向”或“等大反向”)
例2 (多选)电场线能很直观、方便地比较电场中各点电场强度的大小。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则(  )
A.B、C两点电场强度大小和方向都相同
B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点电场强度最大
D.B、O、C三点比较,O点电场强度最小
拓展 将一个正的试探电荷由B点沿两点电荷连线移到中点O,再由O点沿直线移到E点。在该过程中,试探电荷所受的静电力大小和方向如何变化?
例3 (2024·四川宁南中学高二期中)如图所示,M、N两点固定两个等量的正点电荷(场源电荷),其连线的中垂线上A、A'两点关于O点对称,在A点由静止释放一个带负电的粒子,不计粒子的重力,粒子的电荷量远小于场源电荷的电荷量,下列说法中正确的是(  )
A.中垂线上从A到O到A'电场强度的大小一定先减小后增大
B.粒子运动到O点时加速度为零,速度达最大值
C.粒子在从A点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大
D.粒子越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度减小为零
三、匀强电场
1.定义:如果电场中各点的电场强度        、        ,这个电场就叫作匀强电场。
2.特点:
(1)匀强电场的电场线是相互     且    的直线。
(2)电场线的疏密程度    ,即电场线分布    。
3.举例:两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时,它们之间的电场(边缘除外)可以看作匀强电场。
例4 下列各图中,A、B两点的电场强度相同的是(  )
例5 (来自教材改编)用绝缘细线将质量为m=4×10-3 kg的带电小球悬挂在O点下,当空间中有方向为水平向右,电场强度大小为E=1×104 N/C的匀强电场时,小球静止后细线与竖直方向成37°角,如图所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)
(1)请画出小球的受力分析图,并分析小球所带电荷的电性;
(2)求小球的带电荷量q;
(3)求细线的拉力大小。
答案精析
一、
(1)正电荷或无限远 无限远或负电荷 (2)不相交 (3)疏密
例1 (1)B点电场强度最强,C点电场强度最弱
(2)A、B、C三点电场强度的方向如图所示
(3)负点电荷在A、B、C 三点所受静电力的方向如图所示
二、
相等 不同 相等 不同 小 大 零 大 小 等大反向 小
大 小 等大同向
例2 ACD [B、C两点在等量异种点电荷连线上,则B、C两点的电场强度方向均向右,又B、C两点关于O点对称,则B、C两点电场强度大小相等,所以B、C两点电场强度相同,故A正确;A、D两点关于O点对称,A、D两点电场强度大小相等,由题图可知,方向均向左,所以A、D两点电场强度相同,故B错误;根据电场线的疏密程度表示电场强度大小,由题图可知B、O、C三点,O点电场线最稀疏,则O点电场强度最小,在中垂线上,O点电场强度最大,所以E、O、F三点比较,O点电场强度最大,故C、D正确。 ]
拓展 静电力逐渐减小,方向向右
例3 B [由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,电场强度先增大后减小,故中垂线上从A到O,电场强度的大小可能先增大后减小,故A错误;由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,带负电的粒子,从A到O过程一定加速,从O到A'过程,一定减速,则到O点时加速度为零,速度达最大值,故B正确;中垂线上从A到O,电场强度的大小可能先增大后减小,则加速度可能先增大后减小,故C错误;从O到A'过程,电场强度可能先增大后减小,则加速度可能先增大后减小,故D错误。]
三、
1.大小相等 方向相同
2.(1)平行 等距 (2)相同 均匀
例4 C [A项中A、B两点的电场方向不同,所以两点的电场强度不相同,选项A错误;B项中A、B两点在同一条电场线上,A点处电场线比较密,所以A点的电场强度大,选项B错误;C项中A、B所在的电场为匀强电场,两点的电场强度大小相等,方向相同,选项C正确;D项中B点处电场线比较密,所以B点的电场强度大,且二者电场的方向不同,选项D错误。]
例5 (1)见解析图 带正电 (2)3×10-6 C (3)0.05 N
解析 (1)小球受力如图。
小球受到的静电力F的方向与电场强度E的方向相同,因此小球带正电。
(2)小球受力平衡,根据电场强度定义和平衡条件有E=,F=mgtan 37°
联立解得小球的带电荷量为
q==3×10-6 C。
(3)细线的拉力大小为FT==0.05 N。(共46张PPT)
电场线 匀强电场
第2课时 



 
3
1.知道什么是电场线并掌握电场线的特点。
2.会用电场线描述电场,熟记几种常见的电场线(重点)。
3.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,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(重难点)。
4.知道什么是匀强电场以及匀强电场的特点(重点)。
学习目标
内容索引
课时对点练
一、电场线
二、几种常见的电场线
三、匀强电场
< 一 >
电场线
电场线的特点
(1)电场线从 出发,终止于 。不是闭合曲线。
(2)电场线在电场中 ,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。
(3)电场线的 可以用来比较各点电场强度的大小。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)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际不存在。
正电荷或无限远
无限远或负电荷
不相交
疏密
 (来自教材)某一区域的电场线分布如图所示。A、B、C是电场中的三个点。
(1)哪一点的电场强度最强? 哪一点的电场强度最弱?
例1
答案  B点电场强度最强,C点电场强度最弱
(2)画出各点电场强度的方向。
答案  A、B、C三点电场强度的方向如图所示
(3)把负的点电荷分别放在这三个点,画出它所受静电力的方向。
答案 负点电荷在A、B、C 三点所受静电力的方向如图所示
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< 二 >
几种常见的电场线
认真观察常见的几种电场线的分布情况,完成下面填空。
电场 电场线 简要描述
正点 电荷 以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小_______,方向_______
负点 电荷 以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小______,方向_______
相等
不同
相等
不同
电场 电场线 简要描述
等量同种 点电荷 1.由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变___后变____。连线中点O电场强度为___
2.两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度先变____后变____
3.关于O点对称的两点电场强度_________
(选填“等大同向”或“等大反向”)





等大反向
电场 电场线 简要描述
等量异种 点电荷 1.由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变____后变____
2.从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度逐渐变____
3.关于O点对称的两点电场强度_________
(选填“等大同向”或“等大反向”)

等大同向


 (多选)电场线能很直观、方便地比较电场中各点电场强度的大小。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则
A.B、C两点电场强度大小和方向都
相同
B.A、D两点电场强度大小相等,方
向相反
C.E、O、F三点比较,O点电场强度最大
D.B、O、C三点比较,O点电场强度最小
例2



B、C两点在等量异种点电荷连线上,则B、C两点的电场强度方向均向右,又B、C两点关于O点对称,则B、C两点电场强度大小相等,所以B、C两点电场强度相同,故A正确;
A、D两点关于O点对称,A、D两点电场强度大小相等,由题图可知,方向均向左,所以A、D两点电场强度相同,故B错误;
根据电场线的疏密程度表示电场强度大小,由题图可知B、O、C三点,O点电场线最稀疏,则O点电场强度最小,在中垂线上,O点电场强度最大,所以E、O、F三点比较,O点电场强度最大,故C、D正确。
拓展 (来自鲁科教材)将一个正的试探电荷由B点沿两点电荷连线移到中点O,再由O点沿直线移到E点。在该过程中,试探电荷所受的静电力大小和方向如何变化?
答案 静电力逐渐减小,方向向右
 (2024·四川宁南中学高二期中)如图所示,M、N两点固定两个等量的正点电荷(场源电荷),其连线的中垂线上A、A'两点关于O点对称,在A点由静止释放一个带负电的粒子,不计粒子的重力,粒子的电荷量远小于场源电荷的电荷量,下列说法中正确的是
A.中垂线上从A到O到A'电场强度的大小一定先
减小后增大
B.粒子运动到O点时加速度为零,速度达最大值
C.粒子在从A点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大
D.粒子越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度减小为零
例3

由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,电场强度先增大后减小,故中垂线上从A到O,电场强度的大小可能先增大后减小,故A错误;
由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,带负电的粒子,从A到O过程一定加速,从O到A'过程,一定减速,则到O点时加速度为零,速度达最大值,故B正确;
中垂线上从A到O,电场强度的大小可能先增大后减小,则加速度可能先增大后减小,故C错误;
从O到A'过程,电场强度可能先增大后减小,则加速度可能先增大后减小,故D错误。
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< 三 >
匀强电场
1.定义:如果电场中各点的电场强度 、 ,这个电场就叫作匀强电场。
2.特点:
(1)匀强电场的电场线是相互 且 的直线。
(2)电场线的疏密程度 ,即电场线分布 。
3.举例:两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时,它们之间的电场(边缘除外)可以看作匀强电场。
大小相等
方向相同
平行
等距
均匀
相同
 (来自教科教材)下列各图中,A、B两点的电场强度相同的是
例4

A项中A、B两点的电场方向不同,所以两点的电场强度不相同,选项A错误;
B项中A、B两点在同一条电场线上,A点处电场线比较密,所以A点的电场强度大,选项B错误;
C项中A、B所在的电场为匀强电场,两点的电场强度大小相等,方向相同,选项C正确;
D项中B点处电场线比较密,所以B点的电场强度大,且二者电场的方向不同,选项D错误。
 (来自教材改编)用绝缘细线将质量为m=4×10-3 kg的带电小球悬挂在O点下,当空间中有方向为水平向右,电场强度大小为E=1×104 N/C的匀强电场时,小球静止后细线与竖直方向成37°角,如图所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)
(1)请画出小球的受力分析图,并分析小球所
带电荷的电性;
例5
答案 见解析图 带正电 
小球受力如图。
小球受到的静电力F的方向与电场强度E的方向相同,因此小球带正电。
(2)求小球的带电荷量q;
答案 3×10-6 C
小球受力平衡,根据电场强度定义和平衡条件有
E=,F=mgtan 37°
联立解得小球的带电荷量为
q==3×10-6 C。
(3)求细线的拉力大小。
答案 0.05 N
细线的拉力大小为FT==0.05 N。
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< 四 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B A AD C AC C C
题号 8 9 10 11
答案 C C 见解析 5×103 N/C
对一对
答案
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考点一 电场线 匀强电场
1.(来自鲁科教材)下列说法正确的是
A.在同一静电场中, 电场线可以相交
B.在同一静电场中,电场线越密的地方,电场强度越大
C.正电荷仅受静电力的作用从静止开始运动,其轨迹必定与电场线重合
D.静电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的电荷所受静电力的方向
基础对点练

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答案
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在静电场中,电场线不可能相交,因为电场线的切线方向表示电场强度的方向,若两电场线相交,交点处电场线的切线方向有两个,说明电场强度方向有两个,而电场中某一点的电场强度是唯一确定的,选项A错误;
电场线疏密表示电场的强弱,在同一静电场中,电场线越密的地方,电场强度越大,选项B正确;
电荷的运动轨迹与所受的合力与速度都有关,正电荷在电场中,只有电场线是直线,而且正电荷从静止或初速度与电场线共线时,其运动的轨迹才与电场线重合,否则不重合,选项C错误;
静电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的正电荷所受静电力的方向,与放在该点的负电荷所受静电力的方向相反,选项D错误。
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答案
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2.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离。以下判断正确的是
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
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正电荷的电场线向外辐射,电场线密的地方电场强度大,所以A正确。
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3.(多选)(来自鲁科教材改编)如图是电场中的一条电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两点电场强度的大小,有
A.a、b两点的电场强度方向相同
B.因为电场线是直线,所以Ea=Eb
C.因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb
D.不知道a、b附近电场线的分布情况,Ea、Eb的大小不能确定
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答案


在直线电场线上,箭头所指的方向就是电场强度的方向,所以a、b两点的电场强度方向相同,不知道a、b附近电场线的分布情况,Ea、Eb的大小不能确定,故选A、D。
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4.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M(下方)、N(上方)为对称线上两点。由图可知,下列说法正确的是
A.M点没有电场线,则电场强度为零
B.M点电场强度等于N点电场强度
C.负电荷在M点所受的静电力小于在N点所受的静电力
D.将电子从M点由静止释放,电子将沿竖直方向向上运动

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答案
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M点电场线没有画出,不表示没有电场线,电场强度也不为零,故A错误;
电场线密的地方电场强度大,则N点电场强度大,故B错误;
电场线密的地方电场强度大,由静电力公式F=Eq可知电场强度越大,静电力越大,故负电荷在N点所受静电力大,C正确;
因为电子带负电,则将电子从M点由静止释放,电子将逆着电场线方向移动,故D错误。
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5.(多选)如图所示,一带负电小球用绝缘轻绳挂在竖直光滑的绝缘墙壁上。小球处在水平向右的匀强电场中。若
A.撤去电场,小球所受绳子的拉力不变
B.撤去电场,小球所受绳子的拉力减小
C.只改变电场的大小,逐渐增大电场强度,则小球受
到墙壁的弹力会随之增加
D.只改变电场的大小,逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力会随
之增加
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依题意,可得未撤去电场之前,小球所受静电力水平向左,小球受力如图所示
设绳与竖直墙壁的夹角为θ,根据平衡条件可得,小球受绳子的拉力FT满足FTcos θ=G,撤去电场后,小球仍
然紧靠竖直墙壁处于静止状态,θ不变,所以小球受绳子的拉力保持不变,逐渐增大电场强度,小球所受静电力方向保持不变,小球仍然紧靠竖直墙壁处于静止状态,小球受绳子的拉力仍然满足FTcos θ=G,θ不变,所以小球受绳子的拉力保持不变,小球在水平方向受力,有FTsin θ+F=FN,F增大,则FN增大,故选A、C。
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考点二 两等量点电荷周围的电场
6.(2024·三明市高二期末)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A→O→B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

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根据等量异种电荷周围的电场线分布知,从A→O→B,电场强度的方向不变,水平向右,电场强度的大小先增大后减小,则带正电小球所受静电力的大小先变大
后变小,方向水平向右,则杆对带电小球作用力水平向左,作用力先变大后变小。
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7.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称,O点为A、B点电荷连线的中点,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可能带等量异种电荷
B.A、B可能带不等量的正电荷
C.同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大
小相等,方向相反
D.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零

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由于电场线关于虚线对称,O点为A、B点电荷连线的中点,结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征,可知A、B带等量正电荷,故A、B错误;
a、b为其连线的中垂线上对称的两点,根据等量同种点电荷电场线的分布特征,可知a、b两点位置的电场强度大小相等,方向相反,则同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大小相等,方向相反,故C正确;
a、b两点处虽然无电场线,但其电场强度不为零,故D错误。
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8.把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场线的分布情况,如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片,乙图为简化后的电场线分布情况,则
A.由图甲可知,电场线是真实存在的
B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
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电场线是假想的,不是真实存在的,故A错误;
题图甲中,没有头发屑的地方同样也有电场存在,故B错误;
题图乙中A点的电场线较B点密集,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,故C正确;
因A、B之间的电场线为曲线,根据物体做曲线运动的条件可知,在题图乙电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点,故D错误。
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9.(来自粤教教材)如图所示,一正电荷仅在静电力作用下从点a运动到点b,在点a的速度大小为v0,方向与电场方向相同。该电荷从点a到点b的v-t图像正确的是
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由题图可知,正电荷由a运动到b,电场线分布越来越疏,说明电场强度在不断减小,电荷所受静电力减小,其加速度减小,又因电荷初速度方向与其所受静电力方向相同,故该正电荷做加速度减小的加速运动,v-t图像的斜率表示加速度,故C正确,A、B、D错误。
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10.(来自鲁科教材)如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为l。静电力常量为k,求该匀强电场的电场强度。
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答案
对A进行受力分析,B对A有向右的作用力FA,要使悬线保持竖直,匀强电场对A的作用力应水平向左,且与FA等大。所以匀强电场方向水平向左。因为FA'=FA,所以qE=k,
解得E=k。
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11.(来自鲁科教材)如图所示, 大小为3×103 N/C方向水平向右的匀强电场中有相距30 cm的O、C两点,其连线与电场方向垂直。若在O点放置电荷量为4×10-8 C的点电荷,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求C点的电场强度大小。
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答案
尖子生选练
答案 5×103 N/C
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答案
若在O点放置电荷量为4×10-8 C的点电荷,点电荷在C点产生的电场强度E'=k=4×103 N/C,方向竖直向上,由平行四边形定则可得C点电场强度大小EC= N/C=5×103 N/C。
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33 第2课时 电场线 匀强电场
分值:60分
[1~7题,每题4分]
考点一 电场线 匀强电场
1.下列说法正确的是
A.在同一静电场中, 电场线可以相交
B.在同一静电场中,电场线越密的地方, 电场强度越大
C.正电荷仅受静电力的作用从静止开始运动,其轨迹必定与电场线重合
D.静电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的电荷所受静电力的方向
2.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离。以下判断正确的是
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
3.(多选)如图是电场中的一条电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两点电场强度的大小,有
A.a、b两点的电场强度方向相同
B.因为电场线是直线,所以Ea=Eb
C.因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb
D.不知道a、b附近电场线的分布情况,Ea、Eb的大小不能确定
4.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M(下方)、N(上方)为对称线上两点。由图可知,下列说法正确的是
A.M点没有电场线,则电场强度为零
B.M点电场强度等于N点电场强度
C.负电荷在M点所受的静电力小于在N点所受的静电力
D.将电子从M点由静止释放,电子将沿竖直方向向上运动
5.(多选)如图所示,一带负电小球用绝缘轻绳挂在竖直光滑的绝缘墙壁上。小球处在水平向右的匀强电场中。若
A.撤去电场,小球所受绳子的拉力不变
B.撤去电场,小球所受绳子的拉力减小
C.只改变电场的大小,逐渐增大电场强度,则小球受到墙壁的弹力会随之增加
D.只改变电场的大小,逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力会随之增加
考点二 两等量点电荷周围的电场
6.(2024·三明市高二期末)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A→O→B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
7.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称,O点为A、B点电荷连线的中点,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可能带等量异种电荷
B.A、B可能带不等量的正电荷
C.同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大小相等,方向相反
D.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零
[8、9题,每题6分]
8.把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场线的分布情况,如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片,乙图为简化后的电场线分布情况,则
                
A.由图甲可知,电场线是真实存在的
B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
9.如图所示,一正电荷仅在静电力作用下从点a运动到点b,在点a的速度大小为v0,方向与电场方向相同。该电荷从点a到点b的v-t图像正确的是
A.         B.
C.         D.
10.(10分)如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为l。静电力常量为k,求该匀强电场的电场强度。
11.(10分)如图所示, 大小为3×103 N/C方向水平向右的匀强电场中有相距30 cm的O、C两点,其连线与电场方向垂直。若在O点放置电荷量为4×10-8 C的点电荷,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求C点的电场强度大小。
 答案精析
1.B [在静电场中,电场线不可能相交,因为电场线的切线方向表示电场强度的方向,若两电场线相交,交点处电场线的切线方向有两个,说明电场强度方向有两个,而电场中某一点的电场强度是唯一确定的,选项A错误;电场线疏密表示电场的强弱,在同一静电场中,电场线越密的地方,电场强度越大,选项B正确;电荷的运动轨迹与所受的合力与速度都有关,正电荷在电场中,只有电场线是直线,而且正电荷从静止或初速度与电场线共线时,其运动的轨迹才与电场线重合,否则不重合,选项C错误;静电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的正电荷所受静电力的方向,与放在该点的负电荷所受静电力的方向相反,选项D错误。]
2.A [正电荷的电场线向外辐射,电场线密的地方电场强度大,所以A正确。]
3.AD [在直线电场线上,箭头所指的方向就是电场强度的方向,所以a、b两点的电场强度方向相同,不知道a、b附近电场线的分布情况,Ea、Eb的大小不能确定,故选A、D。]
4.C [M点电场线没有画出,不表示没有电场线,电场强度也不为零,故A错误;电场线密的地方电场强度大,则N点电场强度大,故B错误;电场线密的地方电场强度大,由静电力公式F=Eq可知电场强度越大,静电力越大,故负电荷在N点所受静电力大,C正确;因为电子带负电,则将电子从M点由静止释放,电子将逆着电场线方向移动,故D错误。]
5.AC [依题意,可得未撤去电场之前,小球所受静电力水平向左,小球受力如图所示
设绳与竖直墙壁的夹角为θ,根据平衡条件可得,小球受绳子的拉力FT满足FTcos θ=G,撤去电场后,小球仍然紧靠竖直墙壁处于静止状态,θ不变,所以小球受绳子的拉力保持不变,逐渐增大电场强度,小球所受静电力方向保持不变,小球仍然紧靠竖直墙壁处于静止状态,小球受绳子的拉力仍然满足FTcos θ=G,θ不变,所以小球受绳子的拉力保持不变,小球在水平方向受力,有FTsin θ+F=FN,F增大,则FN增大,故选A、C。]
6.C [根据等量异种电荷周围的电场线分布知,从A→O→B,电场强度的方向不变,水平向右,电场强度的大小先增大后减小,则带正电小球所受静电力的大小先变大后变小,方向水平向右,则杆对带电小球作用力水平向左,作用力先变大后变小。]
7.C [由于电场线关于虚线对称,O点为A、B点电荷连线的中点,结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征,可知A、B带等量正电荷,故A、B错误;a、b为其连线的中垂线上对称的两点,根据等量同种点电荷电场线的分布特征,可知a、b两点位置的电场强度大小相等,方向相反,则同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大小相等,方向相反,故C正确;a、b两点处虽然无电场线,但其电场强度不为零,故D错误。]
8.C [电场线是假想的,不是真实存在的,故A错误;题图甲中,没有头发屑的地方同样也有电场存在,故B错误;题图乙中A点的电场线较B点密集,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,故C正确;因A、B之间的电场线为曲线,根据物体做曲线运动的条件可知,在题图乙电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点,故D错误。]
9.C [由题图可知,正电荷由a运动到b,电场线分布越来越疏,说明电场强度在不断减小,电荷所受静电力减小,其加速度减小,又因电荷初速度方向与其所受静电力方向相同,故该正电荷做加速度减小的加速运动,v-t图像的斜率表示加速度,故C正确,A、B、D错误。]
10.见解析
解析 对A进行受力分析,B对A有向右的作用力FA,要使悬线保持竖直,匀强电场对A的作用力应水平向左,且与FA等大。所以匀强电场方向水平向左。
因为FA'=FA,所以qE=k,
解得E=k。
11.5×103 N/C
解析 若在O点放置电荷量为4×10-8 C的点电荷,点电荷在C点产生的电场强度E'=k=4×103 N/C,方向竖直向上,由平行四边形定则可得C点电场强度大小EC== N/C=5×103 N/C。

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