第3節(jié)電場電場強度電場的概念1．（2022·全國·高二課時練習）（多選）關于電場，下列說法正確的是（）A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B．電荷間的相互作用是通過電場產生的，電場最基本的性質是對放在其中的電荷有力的作用C．電場是一種物質，它與其他物質一樣，不依賴我們的感覺而客觀存在D．電場只能存在于真空中和空氣中，不可能存在于物體中【答案】ABC【解析】A．電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質，只要有電荷，就一定有電場，故A正確；B．電場的力的性質表現(xiàn)為電場對放入其中的電荷有作用力，電荷間的相互作用是通過電場產生的，故B正確；CD．電場是一種特殊物質，在真空中，物體內都能存在，雖然看不見，但不是人為設想出來，而是客觀存在的，故D錯誤，C正確。故選ABC。2．（2022·湖北·黃岡市黃州區(qū)第一中學高一期末）下列說法正確的是（）A．電荷所受電場力很大，該點的電場強度一定很大B．根據公式，這個位置的場強E與檢驗電荷的電荷量q有關C．公式和適用條件相同D．電場強度是反映電場本身特性的物理量，與是否存在試探電荷無關【答案】D【解析】A．電荷所受電場力很大，根據，該點的電場強度不一定很大，可能是電荷量大，A錯誤；B．根據公式，這個位置的場強E與檢驗電荷的電荷量q無關，是錯的，B錯誤；C．公式僅適用于點電荷的電場，適用于任意電場，C錯誤；D．電場強度是反映電場本身特性的物理量，與是否存在試探電荷無關，D正確。故選D。3．（2019·浙江·長興縣教育研究中心高一期中）把一個帶電量為+q的檢驗電荷放在電場中的A點，測得其所受電場力大小為F，取走+q，將+2q的點電荷放入電場中A點，則此時A點的場強和新放入電荷受到的電場力大小為（）A．，F(xiàn) B．，2F C．，F(xiàn) D．，2F【答案】B【解析】根據帶電量為+q的檢驗電荷放在電場中的A點，受到的電場力為F，知A點的場強為電場強度由電場本身決定，與放入電場中的試探電荷無關，所以，此時A點的場強仍為新放入電荷受到的電場力大小為，故B正確。故選B。4．（2022·全國·高二單元測試）（多選）在電場中的某點A處放一試探電荷，它所受的靜電力大小為F，方向水平向右，則A點的電場強度大小為，方向水平向右。下列說法正確的是（）A．在A點放一個負試探電荷，A點的電場強度方向變?yōu)樗较蜃驜．在A點放一個負試探電荷，它所受的靜電力方向水平向左C．在A點放一個電荷量為的試探電荷，它所受的靜電力大小為D．在A點放一個電荷量為的試探電荷，則A點的電場強度大小變?yōu)椤敬鸢浮緽C【解析】AD．電場強度的大小與方向與放置的電荷無關，始終為，方向水平向右，故AD錯誤；B．正、負試探電荷在電場中同一位置所受電場力的方向相反，則負試探電荷所受電場力方向向左，故B正確；C．在A點放置一個電荷量為的試探電荷，它所受的電場力為，故C正確。故選BC。電場強度5．（2023·全國·高三專題練習）（多選）如圖所示，等邊三角形的三個頂點處分別固定帶電荷量為、、的三個點電荷，已知三角形的邊長為，靜電力常量為，則該三角形中心點處的電場強度（）A．大小為 B．方向由指向C．方向由指向 D．大小為【答案】AC【解析】該三角形中心點到每個頂點的距離為處于、兩頂點處的兩個點電荷在點處的合場強方向由指向，大小為處于頂點處的點電荷在點處的場強方向由指向，大小為故該三角形中心點處的電場強度方向由指向，大小為，AC正確，BD錯誤。故選AC。6．（2022·山東濟寧·高一期末）如圖所示，用粗細均勻的絕緣線制成半徑為L的圓環(huán)，OE為圓環(huán)的半徑，圓環(huán)上均勻地分布著負電荷，在圓環(huán)上E處取下足夠短的帶電量為q的小段，將其沿OE連線向右移動2L的距離到F點處，設圓環(huán)其他部分的帶電量與電荷分布保持不變，已知靜電力常量為k，則圓心O處電場強度的大小為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據割補法，余下線框在O點產生的場強為方向水平向左而F點的負電荷產生的場強為方向水平向右，則合場強大小為方向水平向左，B正確，ACD錯誤。故選B。7．（2022·河北省唐縣第一中學高一階段練習）在電場強度大小的勻強電場中，以O點為圓心，r為半徑作一圓，a、b、c、d為圓周上四點，如圖所示。在O點固定一帶電荷量為的點電荷，則a、b、c、d各點的合電場強度大小為（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】由點電荷的電場中某點的電場強度公式可得，的點電荷在a、b、c、d四點處的場強大小均為方向分別由a、b、c、d四點沿半徑指向O點，且大小。在a、c兩點，勻強電場E的方向與點電荷在a、c兩點產生的電場強度方向垂直，由電場強度合成定則，可得a、c兩點合電場強度大小均為在b點，勻強電場E的方向與點電荷的電場方向相同，該點的合電場強度大小為在d點，勻強電場E的方向與點電荷的電場方向相反，該點的合電場強度大小為ABD錯誤，C正確。故選C。8．（2022·河南·高二階段練習）如圖所示，一個絕緣半圓環(huán)上均勻分布有同種電荷，固定在絕緣水平面上，在圓弧的圓心處放有一個點電荷，點電荷受到的電場力為F，若截走圓弧的，則圓心處的點電荷受到的電場力大小變?yōu)椋ǎ〢．F B．F C．F D．F【答案】A【解析】根據對稱性可知圓環(huán)左、右半部分對點電荷的電場力大小相等（設為F0），方向與豎直方向夾角均為45°，根據力的合成可得解得，故選A。9．（2022·江西·景德鎮(zhèn)一中高一期末）均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場，如圖所示，在半球面上均勻分布正電荷，半球面總電荷量為，球面半徑為，為通過半球頂點與球心的軸線，在軸線上有兩點，，已知點的場強大小為，則點的場強大小為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】假設存在另外半個電量、半徑一樣的帶電球殼，與現(xiàn)有半球殼組成一個完成的球殼。則此時完整球殼對M處的場強為則假設的半球殼對M處的場強為根據對稱性可知，現(xiàn)有半球殼對N處的場強也為。故選B。電場線10．（2022·云南·羅平縣第五中學高一階段練習）下列各種電場中，a、b兩點電場強度相同的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．圖中的a、b兩點場強大小相等，但是方向不同，則兩點的場強不相同，選項A錯誤；B．圖中的a、b兩點場強大小不相等，但是方向相同，則兩點的場強不相同，選項B錯誤；C．圖中的a、b兩點場強大小相等，方向相同，則兩點的場強相同，選項C正確；D．圖中的a、b兩點場強大小和方向都不同，則兩點的場強不相同，選項D錯誤。故選C。11．（2022·浙江·紹興市教育教學研究院高一期末）一只蜜蜂給一朵花帶上正電荷后，蜜蜂飛走了。另一只蜜蜂帶同樣數(shù)量的正電荷飛近了花朵。圖中電場線最能表示蜜蜂和花之間的電場的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】花朵和蜜蜂均帶數(shù)量相同的正電荷，蜜蜂和花之間的電場與等量正電荷之間的電場類似，即電場線均由蜜蜂、花指向外部，C正確，ABD錯誤。故選C。12．（2022·山東棗莊·高一期末）（多選）如圖所示，真空中有兩個點電荷和，分別固定在坐標軸上，其中位于處，位于處。下列說法正確的是（）A．坐標軸上（不計無窮遠處）電場強度為零的點只有一個B．坐標軸上（不計無窮遠處）電場強度為零的點有兩個C．坐標軸上區(qū)域電場強度方向是沿軸負方向D．坐標軸上區(qū)域電場強度方向是沿軸負方向【答案】AD【解析】AB．某點的電場強度是正電荷Q1和負電荷Q2在該處產生的電場的疊加，是合場強。根據點電荷的場強公式所以要使電場強度為零，則正電荷Q1和負電荷Q2在該處產生的場強必須大小相等、方向相反。但該點不會在Q1的左邊，因為Q1的電荷量大于Q2，也不會在Q1Q2之間，因為它們電性相反，在中間的電場方向都向右，所以只能在Q2右邊，即在x坐標軸上電場強度為零的點只有一個，故A正確，B錯誤；CD．根據解得r=9cm即r=9cm處電場強度為零，其右側電場線是向右的，則在0<x<6cm的區(qū)域和x>9cm的區(qū)域，場強沿x軸正方向，而在x<0的區(qū)域和6cm<x<9cm的區(qū)域，場強沿x軸負方向，故C錯誤，D正確。故選AD。13．（2022·全國·高二課時練習）某靜電場的電場線如圖所示，、是該電場中的兩點。下列說法正確的是（

）A．該電場可能是負點電荷產生的B．點的電場強度大于點的電場強度C．負電荷在點的加速度小于其在點的加速度D．正電荷在點受到的電場力小于其在點受到的電場力【答案】B【解析】A．點電荷產生的電場，其電場線是直線，而不是曲線，A錯誤；B．電場線越密的位置，電場強度越大，由圖可知，點的電場強度大于點的電場強度，B正確；C．根據可知，電荷在電場強度越大的位置受到的電場力越大，根據牛頓第二定律，產生的加速度也越大，點的電場強度大于點的電場強度，因此，負電荷在點的加速度大于其在點的加速度，C錯誤；D．根據可知，電荷在電場強度越大的位置受到的電場力越大，點的電場強度大于點的電場強度，正電荷在點受到的電場力大于其在點受到的電場力，D錯誤。故選B。14．（2022·全國·高三課時練習）甲、乙兩固定的點電荷產生的電場的電場線如所示。下列說法正確的是（）A．甲、乙?guī)N電荷B．甲、乙?guī)М惙N電荷C．若將甲、乙接觸后放回原處，則甲、乙間的靜電力不變D．若將甲、乙接觸后放回原處，則甲、乙間的靜電力變小【答案】A【解析】AB．類比等量異種電荷、等量同種電荷電場線可知，甲、乙應帶同種電荷，且乙的帶電量較大，A正確，B錯誤；CD．設甲、乙?guī)щ姾闪繛閝1、q2，原來兩電荷間的靜電力為接觸后放回原處，電荷量總和平分，兩電荷間的靜電力變?yōu)橛捎?，所以F′>F，即靜電力變大，C、D錯誤。故選A。15．（2022·黑龍江·哈九中高一期末）（多選）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的電場強弱。左圖是等量異種點電荷產生電場的電場線，右圖是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上關于O對稱的兩點，B、C和A、D也關于O對稱，則下列說法正確的是（）A．B、C兩點電場強度大小相等，方向相反B．A、D兩點電場強度大小和方向都相同C．從E到F過程中電場強度先增大后減小D．從B到C過程中電場強度先增大后減小【答案】BC【解析】根據題意，由圖根據等量異種電荷形成電場的對稱性，結合電場線的疏密程度表示電場強度的大小及電場線的切線方向表示電場強度的方向，可以看出A．B、C兩點電場強度大小相等，方向相同，故A錯誤；B．A、D兩點電場強度大小和方向都相同，故B正確；C．從E到F過程中電場強度先增大后減小，故C正確；D．從B到C過程中電場強度先減小后增大，故D錯誤。故選BC。16．（2022·全國·高一專題練習）兩個帶等量正點電荷，O點為兩電荷連線的中點，a點在連線的中垂線上，若在a點由靜止釋放一個電子，如圖所示，關于電子的運動，下列說法正確的是（）A．電子在從a向O運動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B．電子在從a向O運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．電子運動到O時，加速度為零，速度最大D．電子通過O后，速度越來越小，加速度越來越大，一直到速度為零【答案】C【解析】AB．在等量同種電荷連線中垂線上電場強度方向O→a，電子從a點到O點運動的過程中，電場力方向a→O，故加速度向下，與速度同向，速度越來越大；但電場線的疏密情況不確定，O點上方的電場強度最大點位置不確定，故電場強度大小變化情況不確定，則電荷所受電場力大小變化情況不確定，加速度變化情況無法判斷，AB錯誤；C．越過O點后，電子做減速運動，則點電荷運動到O點時速度最大．電場力為零，加速度為零．C正確；D．根據電場線的對稱性可知，越過O點后，電子做減速運動，加速度的變化情況無法判斷，D錯誤。17．（2022·重慶一中高一期末）某靜電除塵機原理示意圖如圖所示，廢氣先經過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū)，帶負電的塵埃僅在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的，圖中虛線為電場線（方向未標）。不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電荷量變化，則（）A．電場線方向由放電極指向集塵極 B．圖中A、B兩點電場強度相等C．塵埃在遷移過程中沿電場線運動 D．塵埃在遷移過程中速度增加【答案】D【解析】A．帶負電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，則電場的方向為由集塵極指向放電極，故A錯誤；B．由圖根據電場線的疏密程度表示電場的大小可知，A點的電場強度大于B點的電場強度，故B錯誤；C．塵埃在遷移過程中運動方向和電場力方向有夾角，運動軌跡不能與電場線重合，故C錯誤；D．塵埃所受的電場力方向與位移方向相同，電場力做正功，塵埃在遷移過程中動能增大，速度增加，故D正確。故選D。18．（2022·遼寧大連·高一期末）如圖，兩對等量異種點電荷固定于正方形的四個頂點上。A、B、C、D是該正方形與其內切圓的四個切點，則電場強度和電勢都相同的兩個點是（）A．A點和C點 B．B點和D點C．A點和D點 D．B點和C點【答案】B【解析】A．A點和C點場強相同，但是A點距離正電荷較近，C點距離負電荷較近，可知A點電勢高于C點電勢，選項A錯誤；B．B點和D點在同一等勢面上，則電勢相同，由對稱性可知，兩點場強大小相同，方向均向下，選項B正確；C．A點電勢高于D點，兩點的場強只是方向相同，但是大小不同，選項C錯誤；D．B點電勢高于C點，兩點的場強只是方向相同，但是大小不同，選項D錯誤；故選B。19．（2023·全國·高三專題練習）均勻帶電球體在球的外部產生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同。如圖所示，半徑為的球體上均勻分布著正電荷，在過球心的直線上有、、三個點，，。若以為直徑在球內挖一球形空腔，球的體積公式為，則、兩點的電場強度大小之比為（）A． B．C． D．【答案】C【解析】設原來半徑為的整個均勻帶電球體的電荷量為，由于均勻帶電，可知被挖的球形空腔部分的電荷量為可知以為直徑在球內挖一球形空腔后，、兩點的電場強度等于整個均勻帶電球體在、兩點的電場強度減去被挖的球形在、兩點的電場強度，則有可得，C正確，ABD錯誤；故選C。20．（2022·江蘇蘇州·高一期中）如圖所示，電荷量為q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中A點的電場強度為0，則帶電薄板產生的電場在圖中B點的電場強度正確的是（）A．大小為，方向向右 B．大小為，方向向左C．大小為，方向向左 D．大小為，方向向右【答案】B【解析】圖中A點的電場強度為0，則帶電薄板在A點的場強與點電荷q在A點的場強等大反向，則帶電薄板在A點的場強大小方向向右，由對稱性可知，帶電薄板產生的電場在圖中B點的電場強度方向向左。故選B。21．（2011·重慶·高考真題）如圖所示，電量為＋q和－q的點電荷分別位于正方體的頂點，正方體范圍內電場強度為零的點有()A．體中心、各面中心和各邊中點B．體中心和各邊中點C．各面中心和各邊中點D．體中心和各面中心【答案】D【解析】兩個等量同種電荷在其連線的中點處的合場強為零，兩個等量同種正電荷在其連線的中垂線上的合場強沿中垂線指向遠離正電荷的方向，兩個等量同種負電荷在其連線的中垂線上的合場強沿中垂線指向負電荷的方向。在正方體的上面中心，上面的四個電荷分成兩組產生的場強都是零，下面的四個電荷分成兩組產生的場強等大反向，所以正方體的上面中心處的合場強為零，同理所有各面中心處的合場強都為零。在體中心，可以將八個電荷分成四組，產生的合場強為零。而在各邊中心，場強無法抵消，合場強不為零，故選D。22．（2018·浙江·高考真題）電場線的形狀可以用實驗來模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，頭發(fā)屑按照電場的方向排列起來，如圖所示，關于此實驗，下列說法正確的是（

）A．a圖是模擬兩等量同種電荷的電場線B．b圖一定是模擬兩等量正電荷的電場線C．a圖中A、B應接高壓起電裝置的兩極D．b圖中A、B應接高壓起電裝置的兩極【答案】C【解析】從圖a模擬出來的形狀如圖所示，可知為等量異種電荷產生的電場線，即AB應帶異種電荷，所以接高壓起電裝置的正負極，而圖b模擬出來電場線形狀如圖所示，可知為等量同種電荷產生的電場線，兩極帶同種電荷，所以應接高壓起電裝置的同一極，故C正確．23．（2018·全國·高考真題）如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則（

）A．a、b的電荷同號，B．a、b的電荷異號，C．a、b的電荷同號，D．a、b的電荷異號，【答案】D【解析】根據同種電荷相斥，異種電荷相吸，且小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a，b的連線，可知，a、b的電荷異號，對小球c受力分析，如下圖所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么兩力的合成構成矩形，依據相似三角形之比，則有根據庫侖定律有，綜上所得，故D正確，ABC錯誤。故選D。24．（2013·江蘇·高考真題）下列選項中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣．坐標原點O處電場強度最大的是A． B．C． D．【答案】B【解析】根據點電荷的電場強度公式可得各圓環(huán)上的電荷在O點的電場場強大小，再根據矢量合成，求出合場強，最后比較它們的大小即可．由于電荷均勻分布，則各圓環(huán)上的電荷等效集中于圓環(huán)的中心，設圓的半徑為r，則A圖O點處的場強大小為；將B圖中正、負電荷產生的場強進行疊加，等效兩電荷場強方向間的夾角為90°，則在O點的合場強,方向沿x軸負方向；C圖中兩正電荷在O點的合場強為零，則C中的場強大小為，D圖由于完全對稱，易得合場強ED=0．故O處電場強度最大的是圖B．故答案為B．25．（2013·安徽·高考真題）如圖所示，xOy平面是無窮大導體的表面，該導體充滿z＜0的空間，z＞0的空間為真空．將電荷量為q的點電荷置于z軸上z=h處，則在xOy平面上會產生感應電荷．空間任意一點處的電場皆是由點電荷q和導體表面上的感應電荷共同激發(fā)的．已知靜電平衡時導體內部場強處處為零，則在z軸上z=h/2處的場強大小為（k為靜電力常量）A． B． C． D．【答案】D【解析】在z軸上-處，合場強為零，該點場強為q和導體近端感應電荷產生電場的場強的矢量和；q在-處產生的場強為：；由于導體遠端離-處很遠，影響可以忽略不計，故導體在-處產生場強近似等于