【物理】2019届二轮复习电场强度学案（全国通用）

【物理】2019届二轮复习电场强度学案（全国通用）

‎【重点知识梳理】‎ ‎1．场强的三个表达式的比较 定义式学 ]‎ 决定式 关系式 表达式 E＝F/q E＝kQ/r2‎ E＝U/d 适用范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E的大小及方向与检验电荷的电荷量及存在与否无关．‎ Q：场源电荷的电荷量．‎ r：研究点到场源电荷的距离，用于均匀带电球体(或球壳)时，r是球心到研究点的距离，Q是整个球体的带电荷量． 学 ]‎ U：电场中两点的电势差．‎ d：两点沿电场方向的距离.‎ ‎2.电场的叠加原理 多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．‎ ‎【高频考点突破】‎ 考点一、F-q图像 点播：斜率即为场强，正负对应场强的方向 如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电．求：‎ ‎ (1)B点的电场强度的大小和方向；‎ ‎(2)试判断点电荷Q的电性，并说明理由；‎ ‎(3)点电荷Q的位置坐标．‎ ‎【答案】（1）2.5N/C 方向指向x轴的负方向  （2）点电荷Q应位于A、B两点之间，点电荷带负电  （3）2.6m 考点二、有限个点电荷场强叠加 如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有(　　)‎ A．体中心、各面中心和各边中点 B．体中心和各边中点 C．各面中心和各边中点 D．体中心和各面中心 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零，两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向，两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向．在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零．在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零．而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零． 故选D．学 ‎ 考点三、带电体的场强叠加-对称 如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)‎ A．k　　　　　　　　B．k C．k D．k ‎【答案】B 考点四、带电体的场强叠加-排除法 ‎(2009年北京)图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为 A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】B ‎【专项突破练习】‎ ‎1.如下图(a)所示AB是一条点电荷电场中的电场线，图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图线，由此可以判定(　　)‎ A．场源是正电荷，位置在A侧 B．场源是正电荷，位置在B侧 学 ]‎ C．场源是负电荷，位置在A侧 D．场源是负电荷，位置在B侧 ‎【答案】A ‎【解析】由图像斜率大小可对比出a点场强大于b点场强，所以点电荷更靠近a；由图像的斜率正负可判断出ab的场强同向均为向右，故选A。‎ ‎2.如图3所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上．圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷＋q，则＋q在A点所受的电场力为 (　　)‎ 图3 学 ‎ A.，方向向上 B.，方向向上 C.，方向水平向左 D．不能确定 ‎3.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AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　)‎ A. 　　　B.－E 　　　 C.－E　　　 D.＋E ‎【答案】B ‎【解析】　把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半个带负电荷球面叠加在一起。整个带正电荷的球面在N点的场强E1＝k＝k，半个带负电荷球面在N点的场强E2＝E，N点的场强EN＝E1－E2＝k－E，则B项正确。‎ ‎4.．图甲中，MN为很大的薄金属板(可理解为无限大)，金属板原来不带电．在金属板的右侧，距离金属板为d的位置上放入一个电荷量为＋q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．P是点电荷右侧、与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异号点电荷的电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案(答案中k 为静电力常量)，其中正确的是(　　)‎ A.　 　B.　 　C.　 　D. ‎【答案】　A ‎5.如图所示，以O为圆心的圆周上有6个等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a处点电荷的位置，使O点的电场强度改变，下列叙述正确的是(　　) ‎ A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oc ‎【答案】　C ‎【解析】　当等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，根据电荷产生的场强的特点可知，在O处产生的合场强是各自产生场强大小的2倍，可知每个点电荷在O处产生的场强大小均是，方向由a指向d.当a处点电荷移至c处时，根据数学知识可得在O处产生的合场强大小减半，方向沿Oe，A错误；同理，可判定B、D错误，C正确．‎ ‎6．如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称．要使圆心O 处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个带适当电荷量的正点电荷＋Q，则该点电荷＋Q应放在(　　)‎ A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 ‎【答案】　D ‎7.(2010年海南)如右图， M、N和P是以MN为直径的半圈弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，．电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场场强大小变为E2，E1与E2之比为 A．1:2 ‎ B．2:1 ‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】B ‎ ‎【解析】依题意，‎ E1/2 ‎ E1/2 ‎ E2‎ 每个点电荷在O点产生的场强为，则当N点处的点电荷移至P点时，O点场强如图所示，合场强大小为，则，B正确。学 ‎ ‎8.(2013年新课表2)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．‎ ‎2‎ D．‎ ‎【答案】B    ‎ ‎9.(2013年安徽)如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满 ＜ 0的空间， ＞ 0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于 轴上 =h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在 轴上 = 处的场强大小为(k为静电力常量)‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】静电平衡时导体内场强为零，所以导体表面上的感应电荷为负电荷，根据对称性可知感应电荷在 轴上 = 处和 = − 处产生电场强度大小相同，设为E，在 轴上 = −总场强为零，即−E =0→E=，所以在 轴上 = −总场强为零为：E1 = + E=，选项D正确。‎ ‎10.(2010年福建)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q（q>0），而且电荷均匀分布。两圆环的圆心O1和O2相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（r

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