廣東省汕頭市潮陽一中高二物理競賽專題：4.電場一、選擇題（每小題4分，共16分）1.一個點電荷q放在空間中，以下說法正確的是（）A.在點電荷的電場中，離點電荷越近的電場強度越大。B.電場強度的方向一定與正電荷的運動方向一致。C.電勢能越大的點電荷，其電勢越高。D.電勢能的變化量與電場強度的大小成正比。2.一個負電荷q在電場中的運動軌跡如圖所示，關于該電荷的運動情況，下列說法正確的是（）A.電荷一定受到電場力作用。B.電荷的運動軌跡一定是一條直線。C.電荷在電場中的運動速度一定減小。D.電荷在電場中的運動軌跡可能與電場線不重合。3.一個等量同種電荷放在一個等量異種電荷的附近，它們之間的作用力大小為F，以下說法正確的是（）A.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)?F。B.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)镕/2。C.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小不變。D.若將兩電荷間距增大一倍，它們之間的作用力大小變?yōu)?。4.在一個均勻電場中，一個點電荷q從電場中一點移動到另一點，電勢能變化了ΔE，則該點電荷在電場中所受的電場力做功為（）A.ΔEB.-ΔEC.qΔED.-qΔE二、填空題（每空2分，共8分）1.電場強度的定義式為E=_________，其中F為電場力，q為電荷量。2.一個點電荷q在電場中，其電勢能為E_p，電勢為φ，則該點電荷的電勢能表達式為E_p=_________。3.在一個等量同種電荷的電場中，距離點電荷為r處的電場強度大小為E，則該點電荷在電場中所受的電場力為F=_________。4.一個負電荷q在電場中的運動軌跡如圖所示，則電場強度方向為_________。三、計算題（共36分）1.（12分）一個電偶極子的正電荷量為q，負電荷量為-q，電荷間距為d，在電偶極子的中垂線上取一點P，距離電偶極子的中點為r。求點P處的電場強度大小。2.（12分）一個等量同種電荷放置在一個等量異種電荷的附近，它們之間的作用力大小為F。若將兩電荷間距增大一倍，求它們之間的作用力大小。3.（12分）一個負電荷q在電場中的運動軌跡如圖所示，已知電場強度大小為E，軌跡長度為l。求該負電荷在電場中所受的電場力做功。四、解答題（每小題10分，共30分）1.證明：在點電荷的電場中，任意兩點之間的電勢差等于這兩點之間沿電場線方向的距離與電場強度的乘積。2.一個正電荷q放在電場強度為E的均勻電場中，沿電場方向從點A移動到點B，移動過程中電場力對其做了功W。已知點A的電勢為φ_A，點B的電勢為φ_B，求點A和點B之間的電勢差U_AB。3.一個電偶極子在電場中，其正電荷量為q，負電荷量為-q，電荷間距為d。假設電偶極子所在的電場中，電場強度的大小為E，方向沿電偶極子的軸線。求電偶極子在電場中所受的合力及其方向。五、簡答題（每小題10分，共30分）1.簡述電場線的概念及其在電場分析中的作用。2.簡述電勢能、電勢和電勢差之間的關系。3.簡述電場強度和電勢的物理意義。六、論述題（20分）論述在勻強電場中，電勢和電場強度之間的關系，并給出具體的數(shù)學表達式。本次試卷答案如下：一、選擇題1.A解析：根據(jù)庫侖定律，電場強度E與距離r的平方成反比，因此離點電荷越近，電場強度越大。2.A解析：負電荷在電場中受到的電場力方向與電場線方向相反，因此電荷一定受到電場力作用。3.C解析：根據(jù)庫侖定律，兩個點電荷之間的作用力F與它們之間的距離r的平方成反比，因此增大距離會使作用力減小到原來的1/4。4.B解析：電勢能的變化量ΔE等于電場力做的功W，而功W等于電荷量q乘以電勢差Δφ，因此ΔE=qΔφ。二、填空題1.F/q解析：電場強度E定義為單位正電荷所受的電場力F與電荷量q的比值。2.qφ解析：電勢能E_p等于電荷量q乘以電勢φ。3.Eq解析：電場力F等于電荷量q乘以電場強度E。4.從正電荷指向負電荷解析：電場強度方向由正電荷指向負電荷。三、計算題1.E_P=(1/4πε?)*(q/d)*(1-1/(r^2))解析：使用電偶極子的電場強度公式，其中ε?為真空介電常數(shù)。2.F'=F/4解析：根據(jù)庫侖定律，作用力與距離的平方成反比，因此距離增大一倍，作用力減小到原來的1/4。3.W=qE*l解析：功W等于電荷量q乘以電場強度E和移動距離l的乘積。四、解答題1.解析：根據(jù)電場力做功的公式W=qΔφ，電勢差Δφ等于電場強度E乘以沿電場線方向的距離d，因此Δφ=Ed。2.U_AB=φ_B-φ_A解析：電勢差U_AB等于點B的電勢φ_B減去點A的電勢φ_A。3.F=2qE*cosθ解析：電偶極子在電場中所受的合力等于電場強度E乘以電荷量q和電場方向與電偶極子軸線夾角θ的余弦值。五、簡答題1.解析：電場線是用來形象地表示電場強度和方向的線，電場線的方向表示電場強度的方向，電場線的疏密表示電場強度的大小。2.解析：電勢能是電荷在電場中由于位置而具有的能量，電勢是單位正電荷在電場中具有的電勢能，電勢差是兩個點之間的電勢之差。3.解析：電場強度是描述電場力作用效果的物理量，電勢是描述電場中某點電勢能大