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D.电场对放入其中的任何电荷都有力的作用
知识点1对电场强度概念及其公式的理解
1.电场强度的定义:
放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的________,叫做该点的电场强度.
2.定义式:
__________,适应于__________电场,国际单位是__________.
3.真空中点电荷Q产生的电场场强的公式是________,其中r为该点到场源的________.
4.在电场中A处放点电荷+q,所受电场力为F,方向向左,则A处场强大小、方向是怎样的?
若在A处放点电荷-2q,则A处的场强大小、方向是否改变?
若将A处的电荷取走,则A处场强大小、方向又是怎样的?
1.对电场强度的理解
(1)电场强度是描述电场力性质的物理量,它仅由电场本身决定.电场中某点的场强E是唯一、客观存在的,其大小和方向取决于场源电荷及空间位置,与放入该点的试探电荷q的正负、电荷多少及其所受的静电力F无关,与该点是否放试探电荷无关.其方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向.
(2)电场强度反映了电场的强弱与方向.场强越大,表示电量相同的试探电荷在该点所受电场力越大.
(3)匀强电场各点场强的大小与方向都相同.
(4)若在某一空间中有多个电荷,则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和.
方向由A指向B.
(2)场强的大小和方向由电场本身决定,与试探电荷无关,B处场强仍为2×
103N/C,方向由A指向B.
(3)由点电荷的场强公式可得点电荷Q的电荷量为2×
10-8C.
2.两个场强公式的比较
答案:
BD
知识点2电场线
1.电场线是在电场中画的一条条有________的曲线,曲线上每点的________方向表示该点的________方向(如图1-3-2).电场线是为了形象地描述电场而假想的线,不是实际存在的.
2.电场线的特点
(1)电场线不是闭合线,从________或无限远出发,终止于无限远或________.
(2)电场线在电场中不能________,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向.
(3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线________,电场强度较小的地方电场线________,因此可以用电场线的________来表示电场强度的相对大小.
3.如图1-3-3所示为某电场中的一条电场线,A、B是其中的两点,则A、B两点的电场强度相等,对吗?
不对.根据一条电场线不能确定A、B两点电场线
的疏密程度,因此无法确定A、B两点的电场强度的大小关系.
1.电场线与场强
(1)在电场中根据电场线的疏密可比较电场强度的大小,根据电场线的切线方向可确定出电场强度的方向及电荷所受静电力的方向.
(2)不同电场,电场线分布不同,几种常见电场的电场线分布情况:
【例3】如图1-3-5所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( )
A.这个电场可能是负电荷产生的电场
B.A点的场强一定大于B点的场强
C.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)
D.负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向
解析:
根据负点电荷的电场线分布特点可判断,选项A错误.因电场线越密处场强越大,故由图可知场强EA>EB,B正确.又因点电荷q在电场中所受电场力F=qE=ma∝E,故aA>aB,选项C错误.因B点切线方向即B点场强方向,而负电荷所受电场力方向与场强方向相反,故选项D错误.
B
【触类旁通】
3.如图所示的各电场中,A、B两点场强相同的是( )
2.电场线与电荷运动轨迹的关系
(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较:
电场线:
①电场中并不实际存在,是为研究电场方便而人为引入的.
②曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向,同时也是正电荷在该点的受力方向,即正电荷在该点产生加速度的方向.
电荷运动轨迹:
①粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的.②轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向,但加速度的方向与速度的方向不一定相同.
通常电荷在电场中运动的轨迹与电场线是不会重合的.
(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的必备条件:
①电场线是直线.
②带电粒子只受电场力作用(或受其他力,但合力方向沿电场线所在直线).
③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线.
【例4】
(双选)某静电场中的电场线如图1-3-6所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷
B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的速度大于它在N点的速度
思维总结:
解答此类问题的基本思路:
第一步:
根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向,判断出受力方向.
第二步:
把电场方向、受力方向与粒子电性相联系.
第三步:
把电场线的疏密和受力大小、加速度大小相联系.
4.如图1-3-7所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图无法作出正确判断的( )
A.带电粒子所带电荷的正、负
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
由轨迹的弯曲情况,可知电场力应沿电场线向左,但因不知电场线的方向,故带电粒子所带电性不能确定,A错.由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强,带电粒子在a点受电场力较大,从而加速度较大.设粒子从a运动到b,速度方向与电场力夹角大于90°
,故速度减小,综上所述BCD正确.
A
电场强度E与静电力F
电场强度和静电力是两个不同的概念,它们的决定因素、大小关系以及方向判定等均有各自的规律.
(1)电场强度E反应电场本身性质,电场中某点场强E的大小与方向是唯一的,与放入该点的试探电荷q的正负、电荷多少及所受的静电力F无关,与该点放不放试探电荷无关;
规定正电荷在该点所受静电力的方向为E的方向.
(2)静电力F是电荷在电场中所受的力,由F=qE知,F的大小由q和E共同决定;
F的方向与q的电性有关,带正电时,F与E方向相同;
带负电时,F与E方向相反.
【例5】
(双选)关于电场强度和静电力,下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向总是跟静电力的方向一致
B.电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比
C.正电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一致
D.同一个点电荷在某点受到的静电力越大,该点的电场强度就越大
电场中某点电场强度的方向是一定的,而电荷在电场中所受的静电力的方向却与电荷的性质有关系,只有正电荷受到的静电力的方向才与电场强度的方向相同,故A错C对.
电场强度的大小与电场中的位置有关,对不同的位置在电荷量一定时电荷受到的静电力越大,说明该点的场强越大,故B错D对.
CD
5.(双选)关于电场强度和静电力,以下说法正确的是( )
A.电荷在电场中某点所受静电力很大,该点电场强度一定很大
B.如空间某点的场强为零,则试探电荷在该点受到的静电力一定为零
C.以点电荷为圆心,r为半径的球面上各点的场强相同
1.电场强度的计算与叠加
【例6】如图1-3-8所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,则:
(1)+Q在B点产生的场强多大?
(2)两点电荷连线的中点O的场强多大?
(3)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强如何?
6.(双选)图1-3-11中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q2,MN是a、b连线的中垂线,P是中垂线上的一点,能使P点场强方向指向MN的左侧的是( )
A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1=Q2
B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>
|Q2|
C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|<
Q2
D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>
2.静电场与力学的综合
处理静电力与动力学综合问题的方法与处理力学问题的方法相似,先确定研究对象,分析受力及运动情况,然后列出牛顿第二定律方程求解.
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- 关 键 词:
- 电场 强度