9.3电场 电场强度-高一物理同步考点剖析讲义（人教版必修第三册）

9.3 电场 电场强度

知识点1：电场
（1）定义：电荷在其周围产生的一种特殊物质，电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用。
（2）静电场：静止的电荷产生的电场。

（3）电场的理解

（4）电荷之间的相互作用如下图所示：

电场的概念
1．关于电场的说法中正确的是（　　）
A．电场不是客观存在的物质，是为了研究电场力而假想的
B．两电荷之间的相互作用力是超距作用的结果
C．电场是客观存在的物质，是由分子、原子等实物粒子组成的
D．电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用
2．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，关于物理学史与物理学研究方法，下列叙述正确的是（　　）
A．质点和点电荷都是真实存在的
B．法拉第最早提出了“场”的概念
C．元电荷是由库仑通过实验测出的
D．牛顿通过第谷的观测记录，提出了行星运动定律

知识点2：电场强度
（1）试探电荷和场源电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷称为试探电荷，也叫检验电荷；激发电场的电荷称为场源电荷，也叫源电荷。
（2）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。表达式为：E＝ ，单位为N/C或V/m。
（3）方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
（4）真空中点电荷的电场强度表达式： E＝k。
（5）物理意义：反映电场本身力的性质，定量描述电场的大小和方向，与检验电荷受到的静电力大小没有关系。

（6）对电场强度的理解

（7） 电场强度的叠加

（8） 场强两个公式的比较
公式
E＝
E＝k
公式意义
电场强度定义式
真空中点电荷的电场强度决定式
意义
给出了一种量度电场强弱的方法
表明了点电荷场强大小的决定因素
适用范围
一切电场
①真空；②点电荷
决定因素
由电场本身决定，与检验电荷q无关
由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定
式中电荷的意义
q为检验（或试探）电荷的电荷量
Q为产生电场的点电荷的电荷量
关系理解
E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关
E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，
E∝1/r2

电场力
3．用两根长度相等的绝缘细线系住两个质量相等的带电小球A和B，A带正电，B带负电，且|qA|=4|qB|，悬挂在水平向右的匀强电场中，保持平衡状态，能正确表示系统平衡状态的图是（　　）
A． B．
C． D．

4．如图所示，AB是某个点电荷的一根电场线，在电场线上O点由静止释放一个电荷，它仅在静电力作用下沿电场线向B运动，下列判断正确的是（　　）

A．A、B两处的电场强度方向不同
B．电场线一定是由A指向B
C．A点一定比B点电场强度大
D．该电荷一定做加速运动
电场强度的定义和单位
5．把试探电荷放到电场中的某点，测得该点的场强为，若在同一点放入电荷量为的试探电荷时，测得该点的场强（　　）
A．大小为，方向与相同 B．大小为，方向与相反
C．大小为，方向与相同 D．大小为，方向与相反
6．关于电场力和电场强度，下述说法正确的是（    ）
A．电场最基本的性质是对处在其中的电荷有力的作用
B．由可知，电场强度跟放入的电荷所受的电场力成正比
C．由可知，在离点电荷很近，接近于零时，电场强度达无穷大
D．一试探电荷在以一个点电荷为球心，半径为的球面上各点所受电场力相同
点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强
7．在真空中的固定点电荷Q形成的电场中，将检验电荷分别放在A、B两点，测得检验电荷所受电场力的大小F与其电荷量q的函数关系图像如图中a、b图线所示，则A、B两点与点电荷Q的距离之比为（　　）

A．1:2 B．2:1 C．1:4 D．4:1
8．图中为一具有球对称性分布的静电场的关系曲线．该静电场是由（　　）产生的。

A．半径为R的均匀带电球壳
B．半径为R的非均匀带电球壳
C．半径为R的非均匀带电球体
D．半径为R的均匀带电球体
割补法求电场强度
9．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面上均匀分布者正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，，已知N点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则M点的电场强度大小为（　　）

A． B． C． D．
10．如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点电荷，点电荷受到的电场力为F，若截走圆弧的，则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（　　）

A．F B．F C．F D．F
电场强度的叠加法则
11．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，，电荷量相等的两个异种点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为，与之比为（　　）

A． B． C． D．
12．如图所示，以O点为圆心的圆上有A、B、C三点。A、B、C三点将圆三等分，其中A、B的连线水平。在A、B两点各固定一个电荷量为+Q的点电荷，在C点固定一个电荷量为－Q的点电荷。圆的半径为R，则O点的电场强度大小和方向为（    ）

A．电场强度为零
B．电场强度为，方向竖直向上
C．电场强度为，方向竖直向下
D．电场强度为，方向竖直向下

知识点3：电场线
（1）电场线
①定义：为了形象描述电场而假想的一条条有方向的曲线。
②方向：曲线上每一点的切线的方向表示该点的电场强度的方向。

③特点：

④应用：

⑤几种常见的电场线：


图甲和图乙为正负点电荷的电场线，其特点为：正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)部；离点电荷越近，电场线越密(场强越大)；以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同。
图丙为等量异种电荷的电场线，其特点为：关于中心点对称的点，场强等大同向；
两点电荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小；两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧．沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大。
图丁为等量同种电荷的电场线，其特点为：关于中心点O点的对称点，场强等大反向；两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大；两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小。

电场线定义及其性质
13．如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（　　）

A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电
B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电
C．若粒子是从B运动到A，则其加速度增大
D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小
正负电荷的电场线分布
15．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．该电场线的方向是由A指向B B．电荷在运动过程中加速度变大
C．A点处的场强比B点处的场强大 D．该电场可能是由正点电荷产生的
16．如图所示是描述甲，乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　）

A．甲带负电，乙带正电
B．甲的电荷量大于乙的电荷量
C．在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在电场力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点
D．P点的电场强度小于Q点的电场强度
根据电场线疏密比较电场强弱
17．如图所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的（　　）
A． B．
C． D．
18．如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是（　　）

A．这个电场可能是负点电荷的电场
B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大
C．负电荷在B点处受到的电场力的方向沿电场线的切线方向，从B指向C
D．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小（不计重力）
异种等量点电荷电场线分布
19．如图甲所示，在等量异种点电荷的电场中，是两电荷连线的中点，另外有6个点分布在以为圆心的圆上，其中、在两电荷连线上，、在、的中垂线上，、在圆的另一条直径上，乙图为该电场的电场线，则下列判断中正确的是（　　）

A．、两点场强大小相等、方向不同
B．、两点场强大小相等、方向不同
C．、两点场强的方向不相同
D．、两点场强的大小关系为
20．在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在电场中通过 A、B两点的连线中点对称地选取一个闭合路径abcd，如图所示。现将一个电子沿abcd移动一周，有下列说法：

①由a→b静电力做正功，电子的电势能减少
②由b→c电场对电子先做负功，后做正功，总功为0
③由c→d电子电势能增加
④由d→a电子电势能先减少，后增加，电势能总增量为0
其中正确的是（　　）
A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④
同种等量点电荷电场线分布
21．两个带等量正电荷的点电荷如图所示，O点为两点电荷连线的中点，a点在两点电荷连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，关于电子的运动，下列说法正确的是（　　）

A．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C．若在a点给电子一垂直于纸面向外的初速度，电子可能绕O点做匀速圆周运动
D．若在a点给电子一垂直于纸面向里的初速度，电子不可能绕O点做匀速圆周运动
22．下列电场线示意图，属于两个等量正点电荷周围电场线分布情况的是（　　）
A． B． C． D．
异种等量点电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像
23．电磁学中将两相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系统称为电偶极子。如图所示的电偶极子模型，带电量为q的两异号点电荷相距为。以两者连线为x轴，以两者连线的中垂线为y轴建立坐标系。坐标轴上有两点和，其中x》l，y》l，静电力常量为，则（    ）

A．点电场强度方向沿x轴正向 B．点电场强度的大小约为
C．点电场强度方向沿轴正向 D．点电场强度的大小约为
24．如图所示的三维直角坐标系O-xyz中，在A（a，0，0）和B（0，a，0）点放置等量的异种点电荷，电量分别为＋q和－q，则坐标为处的电场强度E的大小为（　　）

A． B． C． D．
同种等量点电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像
25．如图所示，A、B为两个对称的圆锥的顶点，相距2l、圆锥的底面半径为l，C点为圆锥底面圆周上的一点，O点为AB连线的中点，D点为OB连线的中点。现把两个电荷量都是Q的正点电荷分别置于A、B两点。该空间为真空，静电力常量为k。则下列说法正确的是（　　）

A．圆周上各点的电场强度的方向都平行于AB连线
B．圆周上C点的电场强度大小为
C．在OB连线上各点的电场强度都一定大于C点的电场强度
D．将另一个带负电的检验电荷q从C点沿CO、OD的折线路径移动到D点的过程中，其电势能一定逐渐减小
26．如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是（　　）

A．A、B可能为等量异号点电荷
B．A、B可能为电荷量不相等的正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反
带电物体（计重力）在电场中的平衡问题
27．如图所示，长为L的绝缘轻杆一端用铰链与带电物体甲相连，另一端连接带电小球乙，甲位于粗糙绝缘的水平面上，甲带负电。当该区域有水平向左的匀强电场时，甲、乙和轻杆所构成的整体保持静止。下列判断正确的是（　　）

A．乙可能带负电
B．地面对甲一定有摩擦力
C．地面对甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和
D．乙可能只受两个力的作用
28．下图是表示电量q与电势差U的关系图。哪一张图正确表示出使一定质量的油滴静止在水平放置的两平行板之间，油滴所带的电量q与两平行板的电势差U之间的关系：（    ）
A． B． C． D．

知识点3：匀强电场
（1）定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。
（2）电场线的特点：分布均匀且间隔相等的平行直线。

匀强电场
29．关于电场强度，下列说法中正确的是（　　）
A．若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0
B．真空中点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍
C．电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同
30．如图所示，匀强电场的方向向上，电场强度大小E=5×105N/C，把电量为+q=2×10-9C的点电荷由静止释放，点电荷做直线运动。以下判断正确的是（　　）

A．点电荷+q受到的电场力大小为1×10-3N
B．点电荷+q受到的电场力与电场强度方向相反
C．点电荷+q在匀强电场运动时电场力不断增大
D．点电荷+q在匀强电场运动时电场力不断减小
匀强电场的电场线分布
31．如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是（　　）

A．该电场是匀强电场
B．a点的电势比b点的低
C．a点的电场强度比b点的小
D．正电荷在a、b两点受力方向相同
32．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中，已知静电力常量为k若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（　　）

A． B． C． D．

33．如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带负电的薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度大小为E0，方向沿AB向右，静电力常量为k，则图中B点的电场强度大小为（　　）

A． B． C． D．
34．如图所示，一倾角为θ的斜面体和质量为m的小物块用轻弹簧拴接在一起，放在水平地面上。小物块带正电，电量为q，其与斜面的动摩擦因数为μ。装置所在空间存在一个场强为E，水平向右的匀强电场，弹簧处于拉伸状态，整个装置始终处于静止状态，则（　　）

A．m一定受5个力作用
B．若场强E变大，斜面体受到的地面支持力和摩擦力都将变大
C．若qEsinθ=mgcosθ，弹簧伸长量
D．弹簧剪断后，物块有可能做曲线运动
35．如图，真空中一个半径为a的均匀带电圆环，带电量为Q，圆环轴线上一点P距圆心O为x，P点处电场强度表达式合理的是（　　）

A． B．
C． D．