第九章 3 第2课时 电场线 匀强电场(课件 教案)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 教案)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
1.物理学家法拉第首先用电场线描述电场。
2.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。它是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。
3.电场线的特点
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。不是闭合曲线。
(2)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。
(3)电场线的疏密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。(均选填“较大”或“较小”)
(4)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际不存在(选填“存在”或“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。
答案 见解析
解析 (1)B点的电场强度最强,C点的电场强度最弱;
(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、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相等,方向不同
负点电荷 以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小相等,方向不同
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小后变大。连线中点O电场强度为零 2.两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度先变大后变小 3.关于O点对称的两点电场强度等大反向(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小后变大 2.从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,电场强度逐渐变小 3.关于O点对称的两点电场强度等大同向(选填“等大同向”或“等大反向”)
例2 (多选)(2026·福州市高二检测)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两点的电场强度大小和方向都相同
B.A、D两点的电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点的电场强度最大
D.B、O、C三点比较,O点的电场强度最小
答案 ACD
解析 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两点的电场强度大小相等,所以B、C两点的电场强度相同,故A正确;A、D两点关于O点对称,A、D两点的电场强度大小相等,由题图可知,方向均向左,所以A、D两点的电场强度相同,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点的电场强度最小,在中垂线上,O点的电场强度最大,所以E、O、F三点比较,O点的电场强度最大,故C、D正确。
拓展 如图,G、H两点关于等量异种点电荷连线轴对称,G、I关于O点中心对称,下列说法正确的是(  )
A.G、H 两点电场强度相同
B.H、I 两点电场强度相同
C.G、I 两点电场强度相同
D.G点电场强度大于B点电场强度
答案 C
解析 根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,G、H两点电场强度大小相等,方向不同,H、I两点电场强度大小相等,方向不同,故A、B错误;由于G、I两点关于O点中心对称,所以G、I两点电场强度相同,故C正确;由等量异种点电荷电场线的疏密程度可知,G点电场强度小于B点电场强度,故D错误。
例3 (2025·郑州市高二期中)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,速度达到最大值
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
答案 B
解析 由等量同种点电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无限远处延伸,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;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,速度达到最大值,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、匀强电场
1.定义:如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同,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平行且等距的直线;
(2)电场线的疏密程度相同,即电场线分布均匀。
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 (2026·天津市高二检测)下列四个电场中,a、b两点电场强度相同的是(  )
答案 C
解析 选项图A中,圆心处是正点电荷,由其电场线分布特点可知,同一圆上的a、b两点电场强度大小相等,方向不同,A错误;选项图B中是负的点电荷的电场线分布,同一电场线上的点电场强度方向相同,大小不同,B错误;选项图C中是匀强电场的电场线分布,该电场中任何点的电场强度大小相等,方向相同,C正确;选项图D中,由等量异种点电荷的电场线分布特点可知,a、b两点的电场强度方向相同,大小不等,D错误。
例5 用细线将质量为m=4×10-3 kg的带电小球悬挂在O点,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 (1)见解析图 带正电 (2)3×10-6 C
(3)0.05 N
解析 (1)小球受力如图所示。
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。
课时对点练
[分值:56分]
[1~6题,每题4分]
考点一 电场线 匀强电场
1.(多选)以下关于电场和电场线的说法正确的是(  )
A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹
B.在电场中,凡是有电场线通过的点,电场强度不为零,不画电场线的区域内的点,电场强度为零
C.在同一电场中,同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大
D.电场线是人们假想的,用以形象地表示电场强度的大小和方向,客观上并不存在
答案 CD
解析 电场线是为了方便描述电场强度的大小及方向而引入的假想线,客观上并不存在,它不一定与电荷的运动轨迹重合,没画电场线的区域也有电场,电场强度不为零,A、B错误,D正确;在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,同一试探电荷受到的静电力也较大,C正确。
2.(2026·常州高级中学高二期末)某电场的电场线分布如图所示,在a、 b两点,电场强度关系大小是(  )
A.a点电场强度大
B.b点电场强度大
C.a、b两点电场强度相等
D.以上说法都不正确
答案 A
解析 根据题图中电场线的疏密程度可知,a点电场强度大于b点电场强度,故选A。
3.点电荷Q的电场线分布情况如图所示,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
答案 A
解析 正电荷的电场线向外辐射,电场线越密电场强度越大,所以A正确。
4.(多选)如图所示,一带负电小球用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.只改变电场强度的大小,逐渐增大电场强度,则小球受到墙壁的弹力会随之增大
D.只改变电场强度的大小,逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力会随之增大
答案 AC
解析 因为小球带负电,则小球所受静电力水平向左,撤去电场,小球所受绳子的拉力不变,故A正确,B错误;逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力不变,受到墙壁的弹力增大,故C正确,D错误。
考点二 两等量点电荷周围的电场
5.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连线的中点,CD为AB的垂直平分线,a、c为AB连线上关于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及静电力,下列说法正确的是(  )
A.Ea、Eb、Ed的方向不相同
B.a、c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EaD.将一点电荷由a点沿AB移动到c点,点电荷受到的静电力先增大后减小
答案 C
解析 根据等量异种点电荷电场的特点可知,a、b、c、d四点的电场方向都相同,根据对称性可知a、c两点的电场强度大小相等,方向相同,故A、B错误;根据两等量异种点电荷电场线分布规律可知,在中垂线上O点的电场强度最大,a点的电场强度大于O点的电场强度,所以任意改变b点在中垂线上的位置,也不可能使Ea6.(2026·天津市武清区高二检测)如图所示,带等量正电的点电荷固定在A、B两点,O是A、B连线的中点,N、P是中垂线上的两点。一带负电的试探电荷从P点由静止释放,只在静电力作用下运动,则试探电荷(  )
A.一定能运动到O点,且到O点时的速度最大
B.在P点受到的静电力与PN垂直
C.试探电荷在远离P点运动的过程中,加速度一定先减小后增加
D.若试探电荷的电荷量增大,试探电荷在P点所受静电力与其电荷量的比值减小
答案 A
解析 试探电荷在P点受到的静电力方向由P点指向N点,试探电荷由静止释放,在静电力作用下将沿PN方向加速运动,过了O点后,静电力方向变为由N指向O,该试探电荷将做减速运动,在O点时速度最大,A正确,B错误;两等量同种电荷形成的电场中,在两电荷的中垂线上O点电场强度为零,两边无限远处电场强度也是零,则从O点到无限远处,电场强度先增大后减小,所以试探电荷在远离P点向O点运动的过程中,加速度可能先增大后减小,也可能一直减小,C错误;试探电荷在P点所受静电力与其电荷量的比值为该点的电场强度大小,与试探电荷无关,D错误。
[7~10题,每题6分]
7.(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的大小关系不能确定
答案 AD
解析 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的大小关系不能确定,故选A、D。
8.(2025·重庆市高二期中)A、B是一条电场线上的两个点,一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度由A点沿电场线运动到B点,其v-t图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是(  )
答案 C
解析 负点电荷在静电力的作用下由A运动到B,由v-t图像可知负点电荷做加速度逐渐减小的减速运动。由F=ma得静电力越来越小,即A→B电场强度越来越小,电场线分布越来越疏。又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反,故电场强度方向为由A到B,故选C。
9.如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且MP=QN。下列说法正确的是(  )
A.P点电场强度比Q点电场强度大
B.在P点由静止释放一正试探电荷,其加速度越来越小
C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍
D.带电量大小相同的两个试探电荷分别置于P点和Q点,所受静电力相同
答案 C
解析 由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点的电场强度大小相等,A错误;由等量异种点电荷的电场线分布特点可知从P到Q电场强度先变小再变大,所以试探电荷所受的静电力先变小后变大,加速度也是先变小后变大,B错误;由电场强度的叠加原理可得P点电场强度大小为E=k+k,若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P点电场强度大小也变为原来的2倍,C正确;分别置于P、Q的两个电荷量大小相等的试探电荷,所受静电力大小相等,但电性可能不同,所以静电力的方向可能不同,D错误。
10.如图所示,在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k,则(  )
A.A、C两点的电场强度相同
B.B点的电场强度大小为E-k
C.D点的电场强度大小不可能为0
D.A点的电场强度大小为
答案 D
解析 正点电荷Q在A点的电场强度方向向上,正点电荷Q在C点的电场强度方向向下,根据电场强度的叠加,结合点电荷电场与匀强电场的方向,可知,A、C两点的电场强度大小相等,而方向不同,故A错误;正点电荷Q在B点的电场强度大小为E'=,而匀强电场在B点的电场强度大小为E,点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同,因此B点的电场强度大小为EB=E+,故B错误;点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反,当大小与匀强电场的电场强度大小相等时,D点的电场强度大小为零,故C错误;正点电荷Q在A点的电场强度的方向与匀强电场方向垂直,正点电荷Q在A点的电场强度大小E″=,而匀强电场在A点的电场强度大小为E,根据电场强度的叠加,则有A点的电场强度大小为EA=,故D正确。
[8分]
11.(2025·铜陵市高二检测)将一正点电荷在电场中由A点静止释放,仅受静电力作用下,从A点运动到B点的v-t图像如图所示,该电场不可能是(  )
答案 D
解析 由v-t图像可知,正点电荷做加速运动且加速度越来越小,根据牛顿第二定律得a==,所以从A到B电场强度越来越小,A图中等量正点电荷中垂线上从A到B电场强度可能越来越小,正电荷可能做加速度减小的加速运动;B图中正电荷周围从A到B电场强度越来越小,正电荷从A点静止释放后做加速度减小的加速运动;C图中等量异种点电荷连线的中点电场强度最小,正电荷从A点到B点做加速度减小的加速运动;D图中,设在-Q右侧x处电场强度为0,根据=k,解得x=L,图中A点在紧邻电场强度E=0的位置右侧,从A到B电场强度可能一直增大,也可能先增大后减小,均不可能出现题图所示v-t图像,故选D。(共49张PPT)
电场线 匀强电场
<第2课时>
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)。
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
1.物理学家 首先用电场线描述电场。
2.电场线是画在电场中的一条条 的曲线,曲线上每点的________
表示该点的 方向。它是用来形象地描述 强弱与方向特性的一簇曲线。
一、电场线
法拉第
有方向
切线方向
电场强度
电场
3.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 的地方电场线较密,电场强度 的地方电场线较疏。(均选填“较大”或“较小”)
(4)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,实际 (选填“存在”或“不存在”)。
正电荷或无限远
无限远或负电荷
不相交
疏密
较大
较小
不存在
(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 见解析
B点的电场强度最强,C点的电场强度最弱;
(2)画出各点电场强度的方向。
答案 见解析
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 见解析
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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认真观察常见的几种电场线的分布情况,完成下面填空。
二、几种常见的电场线
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)(2026·福州市高二检测)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两点的电场强度大小和方
 向都相同
B.A、D两点的电场强度大小相等,
 方向相反
C.E、O、F三点比较,O点的电场强度最大
D.B、O、C三点比较,O点的电场强度最小

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两点的电场强度大小相等,所以B、C两点的电场强度相同,故A正确;
A、D两点关于O点对称,A、D两点的电场强度大小相等,由题图可知,方向均向左,所以A、D两点的电场强度相同,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点的电场强度最小,在中垂线上,O点的电场强度最大,所以E、O、F三点比较,O点的电场强度最大,故C、D正确。
   如图,G、H两点关于等量异种点电荷连线轴对称,G、I关于O点中心对称,下列说法正确的是
A.G、H 两点电场强度相同
B.H、I 两点电场强度相同
C.G、I 两点电场强度相同
D.G点电场强度大于B点电场强度
拓展

根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,G、H两点电场强度大小相等,方向不同,H、I两点电场强度大小相等,方向不同,故A、B错误;
由于G、I两点关于O点中心对称,所以G、I两点电场强度相同,故C正确;
由等量异种点电荷电场线的疏密程度可知,G点电场强度小于B点电场强度,故D错误。
(2025·郑州市高二期中)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,速度达到最大值
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
由等量同种点电荷周围的电场线的分布可知,O点电场强度为零,从O点沿着中垂线向无限远处延伸,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;
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,速度达到最大值,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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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。
三、匀强电场
大小相等
方向相同
平行
等距
相同
均匀
(2026·天津市高二检测)下列四个电场中,a、b两点电场强度相同的是
例4

选项图A中,圆心处是正点电荷,由其电场线分布特点可知,同一圆上的a、b两点电场强度大小相等,方向不同,A错误;
选项图B中是负的点电荷的电场线分布,同一电场线上的点电场强度方向相同,大小不同,B错误;
选项图C中是匀强电场的电场线分布,该电场中任何点的电场强度大小相等,方向相同,C正确;
选项图D中,由等量异种点电荷的电场线分布特点可知,a、b两点的电场强度方向相同,大小不等,D错误。
用细线将质量为m=4×10-3 kg的带电小球悬挂在O点,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)
答案 见解析图 带正电
例5
(1)请画出小球的受力分析图,并分析小球所带电荷的电性。
小球受力如图所示。
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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课时对点练
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 CD A A AC C A AD C
题号 9 10 11
答案 C D D
考点一 电场线 匀强电场
1.(多选)以下关于电场和电场线的说法正确的是
A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹
B.在电场中,凡是有电场线通过的点,电场强度不为零,不画电场线的
 区域内的点,电场强度为零
C.在同一电场中,同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大
D.电场线是人们假想的,用以形象地表示电场强度的大小和方向,客观
 上并不存在

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答案
基础对点练

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答案
电场线是为了方便描述电场强度的大小及方向而引入的假想线,客观上并不存在,它不一定与电荷的运动轨迹重合,没画电场线的区域也有电场,电场强度不为零,A、B错误,D正确;
在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,同一试探电荷受到的静电力也较大,C正确。
2.(2026·常州高级中学高二期末)某电场的电场线分布如图所示,在a、 b两点,电场强度关系大小是
A.a点电场强度大
B.b点电场强度大
C.a、b两点电场强度相等
D.以上说法都不正确

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答案
根据题图中电场线的疏密程度可知,a点电场强度大于b点电场强度,故选A。
3.点电荷Q的电场线分布情况如图所示,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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答案
正电荷的电场线向外辐射,电场线越密电场强度越大,所以A正确。
4.(多选)如图所示,一带负电小球用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.只改变电场强度的大小,逐渐增大电场强度,
 则小球受到墙壁的弹力会随之增大
D.只改变电场强度的大小,逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力
 会随之增大

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答案
因为小球带负电,则小球所受静电力水平向左,撤去电场,小球所受绳子的拉力不变,故A正确,B错误;
逐渐增大电场强度,则小球所受绳子的拉力不变,受到墙壁的弹力增大,故C正确,D错误。
考点二 两等量点电荷周围的电场
5.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连线的中点,CD为AB的垂直平分线,a、c为AB连线上关于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及静电力,下列说法正确的是
A.Ea、Eb、Ed的方向不相同
B.a、c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EaD.将一点电荷由a点沿AB移动到c点,点电荷受到的静
 电力先增大后减小
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答案
根据等量异种点电荷电场的特点可知,a、b、c、d四点的电场方向都相同,根据对称性可知a、c两点的电场强度大小相等,方向相同,故A、B错误;
根据两等量异种点电荷电场线分布规律可知,在中垂线上O点的电场强度最大,a点的电场强度大于O点的电场强度,所以任意改变b点在中垂线上的位置,也不可能使Ea根据两等量异种点电荷电场线分布规律可知,在AB连线上,O点的电场强度最小,所以将一点电荷由a点沿AB移动到c点,点电荷受到的静电力先减小后增大,故D错误。
6.(2026·天津市武清区高二检测)如图所示,带等量正电的点电荷固定在A、B两点,O是A、B连线的中点,N、P是中垂线上的两点。一带负电的试探电荷从P点由静止释放,只在静电力作用下运动,则试探电荷
A.一定能运动到O点,且到O点时的速度最大
B.在P点受到的静电力与PN垂直
C.试探电荷在远离P点运动的过程中,加速度一定先
 减小后增加
D.若试探电荷的电荷量增大,试探电荷在P点所受静
 电力与其电荷量的比值减小

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答案
试探电荷在P点受到的静电力方向由P点指向N点,试探电荷由静止释放,在静电力作用下将沿PN方向加速运动,过了O点后,静电力方向变为由N指向O,该试探电荷将做减速运动,在O点时速度最大,A正确,B错误;
两等量同种电荷形成的电场中,在两电荷的中垂线上O点电场强度为零,两边无限远处电场强度也是零,则从O点到无限远处,电场强度先增大后减小,所以试探电荷在远离P点向O点运动的过程中,加速度可能先增大后减小,也可能一直减小,C错误;
试探电荷在P点所受静电力与其电荷量的比值为该点的电场强度大小,与试探电荷无关,D错误。
7.(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的大小关系不能确定
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答案
能力综合练


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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的大小关系不能确定,故选A、D。
8.(2025·重庆市高二期中)A、B是一条电场线上的两个点,一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度由A点沿电场线运动到B点,其v-t图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是
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答案
负点电荷在静电力的作用下由A运动到B,由v-t图像可知负点电荷做加速度逐渐减小的减速运动。由F=ma得静电力越来越小,即A→B电场强度越来越小,电场线分布越来越疏。又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反,故电场强度方向为由A到B,故选C。
9.如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且MP=QN。下列说法正确的是
A.P点电场强度比Q点电场强度大
B.在P点由静止释放一正试探电荷,其加速度越来越小
C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来
 的2倍
D.带电量大小相同的两个试探电荷分别置于P点和Q点,所受静电力相同

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答案
由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点的电场强度大小相等,A错误;
由等量异种点电荷的电场线分布特点可知从P到Q电场强度先变小再变大,所以试探电荷所受的静电力先变小后变大,加速度也是先变小后变大,B错误;
由电场强度的叠加原理可得P点电场强度大小为E=k+k,若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P点电场强度大小也变为原来的2倍,C正确;
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分别置于P、Q的两个电荷量大小相等的试探电荷,所受静电力大小相等,但电性可能不同,所以静电力的方向可能不同,D错误。
10.如图所示,在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k,则
A.A、C两点的电场强度相同
B.B点的电场强度大小为E-k
C.D点的电场强度大小不可能为0
D.A点的电场强度大小为

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答案
正点电荷Q在A点的电场强度方向向上,正点电荷Q在C点的电场强度方向向下,根据电场强度的叠加,结合点电荷电场与匀强电场的方向,可知,A、C两点的电场强度大小相等,而方向不同,故A错误;
正点电荷Q在B点的电场强度大小为E'=,而匀强电场在B点的电场强度大小为E,点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同,因此B点的电场强度大小为EB=E+,故B错误;
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答案
点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反,当大小与匀强电场的电场强度大小相等时,D点的电场强度大小为零,故C错误;
正点电荷Q在A点的电场强度的方向与匀强电场方向垂直,正点电荷Q
在A点的电场强度大小E″=,而匀强电场在A点的电场强度大小为E,根据电场强度的叠加,则有A点的电场强度大小为EA=,故
D正确。
11.(2025·铜陵市高二检测)将一正点电荷在电场中由A点静止释放,仅受静电力作用下,从A点运动到B点的v-t图像如图所示,该电场不可能是
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答案
尖子生选练

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答案
由v-t图像可知,正点电荷做加速运动且加速度越来越小,根据牛顿第二定律得a==,所以从A到B电场强度越来越小,A图中等量正点电荷中垂线上从A到B电场强度可能越来越小,正电荷可能做加速度减小的加速运动;B图中正电荷周围从A到B电场强度越来越小,正电荷从A点静止释放后做加速度减小的加速运动;C图中等量异种点电荷连线的中点电场强度最小,正电荷从A点到B点做加速度减小的加速运动;D图中,设在-Q右侧x处电场强度为0,根据=k,解得x=L,图中A点在紧邻电场强度E=0的位置右侧,从A到B电场强度可能一直增大,也可能先增大后减小,均不可能出现题图所示v-t图像,故选D。
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