PAGEPAGE8第3節(jié)電場強(qiáng)度1.摸索電荷(檢驗(yàn)電荷)用來檢測電場是否存在及其強(qiáng)弱分布狀況的電荷，是探討電場的工具。2．場源電荷激發(fā)或產(chǎn)生我們正在探討的電場的電荷，是電場的來源。3．電場強(qiáng)度(1)定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。(2)公式：E＝eq\f(F,q)。(3)單位：牛/庫，符號N/C。(4)方向：規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)受的電場力的方向。(5)物理意義：電場強(qiáng)度是反映電場本身的力的性質(zhì)的物理量，其大小表示電場的強(qiáng)弱。4．電場線為了形象描述電場而假想的一條條有eq\o(□,\s\up1(10))方向的曲線。曲線上每點(diǎn)的eq\o(□,\s\up1(11))切線的方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。5．電場線的特點(diǎn)(1)電場線從eq\o(□,\s\up1(12))正電荷或eq\o(□,\s\up1(13))無限遠(yuǎn)動身，終止于eq\o(□,\s\up1(14))負(fù)電荷或eq\o(□,\s\up1(15))無限遠(yuǎn)。(2)電場線在電場中不相交。(3)電場強(qiáng)度較大的地方，電場線較eq\o(□,\s\up1(16))密；電場強(qiáng)度較小的地方，電場線較eq\o(□,\s\up1(17))疏。(4)電場線上任一點(diǎn)順著電場線的eq\o(□,\s\up1(18))切線方向，就表示該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。(5)電場線不是實(shí)際存在的曲線，是為了形象描述電場而假想的。6．勻強(qiáng)電場(1)定義：各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小eq\o(□,\s\up1(19))相等、方向eq\o(□,\s\up1(20))相同的電場。(2)勻強(qiáng)電場的電場線：eq\o(□,\s\up1(21))間隔相等的平行直線。對應(yīng)學(xué)生用書P5考點(diǎn)一對電場強(qiáng)度的理解及應(yīng)用1.關(guān)于電場，下列敘述中正確的是()A．對點(diǎn)電荷激發(fā)的電場，以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上，各點(diǎn)的電場強(qiáng)度都相同B．正電荷四周的電場強(qiáng)度肯定比負(fù)電荷四周的電場強(qiáng)度大C．在電場中某點(diǎn)放入摸索電荷q，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E＝eq\f(F,q)，取走q后，該點(diǎn)電場強(qiáng)度不為零D．摸索電荷所受電場力很大，該點(diǎn)電場強(qiáng)度肯定很大答案C解析電場強(qiáng)度是矢量，不僅有大小，而且有方向，以點(diǎn)電荷Q為球心、半徑為r的球面上，電場強(qiáng)度的大小E＝keq\f(Q,r2)相同，但方向不同，A錯誤；由E＝keq\f(Q,r2)可得：點(diǎn)電荷四周的電場強(qiáng)度E只由點(diǎn)電荷的電量Q與離點(diǎn)電荷Q的距離r確定，與點(diǎn)電荷的正、負(fù)無關(guān)，B錯誤；電場強(qiáng)度E是反映電場力的性質(zhì)的物理量，摸索電荷是用來體現(xiàn)這一性質(zhì)的“工具”，C正確；E＝eq\f(F,q)，式中E的大小并不是由F、q來確定的。在電場中某一點(diǎn)放入一摸索電荷q，那么q越大，F(xiàn)越大，而eq\f(F,q)這一比值不變，D錯誤。2.如圖所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A旁邊有一點(diǎn)B，如在B處放置一個q1＝－2.0×10－8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖所示，則B處場強(qiáng)多大？假如換用一個q2＝4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場強(qiáng)多大？答案200N/C8.0×10－5N200N/C解析由場強(qiáng)公式可得EB＝eq\f(F1,q1)＝eq\f(4.0×10－6,2.0×10－8)N/C＝200N/C，因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以場強(qiáng)方向與F1方向相反。q2在B點(diǎn)所受靜電力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與場強(qiáng)方向相同，也就是與F1反向。此時(shí)B處場強(qiáng)仍為200N/C不變，方向與F1相反。考點(diǎn)二電場強(qiáng)度的矢量性電場疊加原理3.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°。電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小變?yōu)镋2。E1與E2之比為()A．1∶2B．2∶1C．2∶eq\r(3)D．4∶eq\r(3)答案B解析依題意，當(dāng)兩個電荷量相等的正、負(fù)點(diǎn)電荷分別在M、N兩點(diǎn)時(shí)，兩個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度之和E1＝EM＋EN，且EM＝EN，故有EM＝EN＝eq\f(E1,2)；當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)電場強(qiáng)度如圖所示，合電場強(qiáng)度大小為E2＝eq\f(E1,2)，則eq\f(E1,E2)＝eq\f(2,1)，B正確。4.如圖所示，A、B、C三點(diǎn)為始終角三角形的三個頂點(diǎn)，∠B＝30°，現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷qA、qB，測得C點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向與AB平行，則qA帶______電，qA∶qB＝______。答案負(fù)1∶8解析如圖所示，放在A點(diǎn)和B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向分別在AC和BC的連線上，因C點(diǎn)電場強(qiáng)度方向與BA方向平行，故放在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷和放在B點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向只能如圖所示：由C→A和由B→C，故qA帶負(fù)電，qB帶正電，且EB＝2EA，即keq\f(qB,\x\to(BC)2)＝2keq\f(qA,\x\to(AC)2)，又由幾何關(guān)系知eq\x\to(BC)＝2eq\x\to(AC)，所以qA∶qB＝1∶8。考點(diǎn)三電場線的特點(diǎn)及應(yīng)用5.下列關(guān)于電場線的幾種說法中，正確的是()A．沿電場線的方向，電場強(qiáng)度必定越來越小B．在多個電荷產(chǎn)生的電場中，電場線是可以相交的C．點(diǎn)電荷在電場中的運(yùn)動軌跡肯定跟電場線是重合的D．電場線越密的地方，同一摸索電荷所受的電場力越大答案D解析負(fù)點(diǎn)電荷的電場沿電場線方向電場強(qiáng)度增大，A錯誤；依據(jù)電場的唯一性的原則，多個電荷在某一點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度應(yīng)是每一個電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，只能有唯一的電場強(qiáng)度，電場線不相交，B錯誤；運(yùn)動的軌跡和電場線不肯定重合，C錯誤；依據(jù)電場線的物理意義，電場線密的區(qū)域電場強(qiáng)度大，同樣，摸索電荷受到的電場力越大，D正確。6．(多選)如圖中帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB分別表示A、B兩處的場強(qiáng)大小，則()A．A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同B．電場線從A指向B，所以EA>EBC．A、B同在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA＝EBD．不知A、B旁邊的電場線分布狀況，EA、EB的大小不能確定答案AD解析依據(jù)電場線的物理意義，線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。因題中的電場線是直線，所以A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同，都沿著電場線向右，A正確；因?yàn)殡妶鼍€的疏密程度反映了場強(qiáng)的大小，但由于題中僅畫出一條電場線，不知道A、B旁邊電場線的分布狀況，所以無法確定EA與EB的大小關(guān)系，B、C錯誤，D正確。對應(yīng)學(xué)生用書P61．關(guān)于點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷，下列說法正確的是()A．元電荷事實(shí)上是指電子和質(zhì)子本身B．點(diǎn)電荷所帶電荷量肯定很小C．點(diǎn)電荷所帶電荷量肯定是元電荷電荷量的整數(shù)倍D．點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷是同一種物理模型答案C解析元電荷是帶電量的最小值，它不是電荷，不是電子和質(zhì)子本身，A錯誤；點(diǎn)電荷是將帶電物體簡化為一個帶電的點(diǎn)，帶電物體能不能看成點(diǎn)電荷，不是看帶電體的體積大小和電量大小，而是看帶電物體的大小對于兩個電荷的間距能不能忽視不計(jì)，所以點(diǎn)電荷所帶電荷量不肯定很小，B錯誤；元電荷是帶電量的最小值，全部帶電物體的電荷量肯定等于元電荷電荷量的整數(shù)倍，C正確；點(diǎn)電荷是一種志向化模型，元電荷又稱“基本電量”，是最小電荷單位，檢驗(yàn)電荷是用來檢驗(yàn)電場是否存在的電荷，帶電量很小的電荷，D錯誤。2．(多選)如圖所示是電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與放在該點(diǎn)處的檢驗(yàn)電荷q及所受電場力F之間的函數(shù)關(guān)系圖象，其中正確的是()答案AD解析電場強(qiáng)度E應(yīng)由場源電荷和該點(diǎn)的空間位置確定，與摸索電荷q無關(guān)，A正確；當(dāng)電場強(qiáng)度確定時(shí)，電場力F＝qE∝q，D正確。3．電場中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是()A．若放在P點(diǎn)電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度減半B．若P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零C．P點(diǎn)電場強(qiáng)度越大，則同一電荷在P點(diǎn)所受靜電力越大D．P點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電荷的受力方向答案C解析電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是不依靠于檢驗(yàn)電荷而客觀存在的。但為了知道電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，可以把一個檢驗(yàn)電荷放入該點(diǎn)，其受到的靜電力F與自身的電荷量q的比值可反映該點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小，但該點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身確定，與檢驗(yàn)電荷的電荷量多少、電性、有無均無關(guān)，A、B錯誤；由E＝eq\f(F,q)得F＝qE，當(dāng)q肯定時(shí)，F(xiàn)與E成正比，C正確；電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)時(shí)受到的電場力方向，與負(fù)電荷受力的方向相反，由于D項(xiàng)中未說明該點(diǎn)電荷的正負(fù)，故不能確定P點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向是否與電荷的受力方向相同，D錯誤。4．(多選)如圖甲所示，AB是一個點(diǎn)電荷形成的電場中的一條電場線，圖乙則是放在電場線上a、b處的檢驗(yàn)電荷的電荷量與所受電場力大小間的函數(shù)圖象(F-q圖象)，指定電場方向由A指向B為正方向，由此可以判定()A．場源可能是正電荷，位置在A側(cè)B．場源可能是正電荷，位置在B側(cè)C．場源可能是負(fù)電荷，位置在A側(cè)D．場源可能是負(fù)電荷，位置在B側(cè)答案BD解析由F＝qE和圖乙知，q相同時(shí)b點(diǎn)電場力較大，故場源電荷位置在B側(cè)，由于檢驗(yàn)電荷電性不確定，故場源電荷電性也不確定，B、D正確。5．法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場，如圖所示為點(diǎn)電荷a、b所形成電場的電場線分布圖，以下幾種說法中正確的是()A．a(chǎn)、b為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量B．a(chǎn)、b為異種電荷，a的電荷量大于b的電荷量C．a(chǎn)、b為同種電荷，a的電荷量大于b的電荷量D．a(chǎn)、b為同種電荷，a的電荷量小于b的電荷量答案A解析電場線是從正電荷動身，負(fù)電荷終止，由電場線的分布圖可知a、b為異種電荷；又由公式E＝keq\f(Q,r2)，可知場源的電荷量越大距離場源相同距離的位置場強(qiáng)越大，電場線越密；由圖可知b處電場線密，a處電場線稀疏，故Qb＞Qa，B、C、D錯誤，A正確。6.如圖所示，abcde是半徑為r的圓的內(nèi)接正五邊形，當(dāng)在頂點(diǎn)a、b、c、d、e處各固定有電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷時(shí)，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零；若在e處固定有電荷量為－3Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d各處仍為電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，則圓心O處的電場強(qiáng)度大小為()A.eq\f(4kQ,r2)B.eq\f(3kQ,r2)C.eq\f(2kQ,r2)D.eq\f(kQ,r2)答案A解析假設(shè)在e處固定電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零，若取走e處的點(diǎn)電荷，則其余點(diǎn)電荷在O處的電場強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，方向指向e處，若換為－3Q的點(diǎn)電荷，則該點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為keq\f(3Q,r2)，方向也指向e處，因此方向相同，疊加可得圓心O處的電場強(qiáng)度大小eq\f(4kQ,r2)，A正確，B、C、D錯誤。7.如圖，在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電小球，由靜止釋放，帶電小球運(yùn)動軌跡為始終線，