3电场 电场强度.docx

《3电场 电场强度.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3电场 电场强度.docx（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、3 .电场电场强度一电场1. 概念：电荷在周围产生的一不晅特殊物质。场像分子、原子等实物粒子一样具有能 量，因而场也是物质存在的一种形式。2 .性质：对放入其中的电荷有网力的作用，电荷间通过四电场发生相互作用。3 .静电场：网静止电荷产生的电场。二电场强度1. 试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：在研究电场的性质时，放入电场中的电荷。为了使它放入后不影响原来要研究的电场，并便于用它来研究电场各点的性质，这个电荷应该是四电荷量和四体积都 很小的点电荷。(2)场源电荷：四激发整的带电体所带的电荷，又叫源电荷。2 .电场强度的定义：网试探电荷在电场中某个位置所受的静电力与它的四电荷量之 比，反映了电场

2、在这点的性质，叫作电场强度。F3 .电场强度的定义式：=网寻4 .电场强度的单位：网牛每库，符号为PN/C。5.电场强度的方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与四正电荷 在该点所受的静电力的方向相同。三点电荷的电场电场强度的叠加1点电荷的场强(1)大小：一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度E =网籍。如果以电 荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小四相等。(2)方向：当Q为正电荷时，电场强度E的方向区沿半径向外；当Q为负电荷时，电 场强度E的方向网沿半径向内。2 .电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在

3、该点产生的电场强度的 四 矢量和。四电场线1. 电场线：画在电场中的一条条有四方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的 四电场强度方向。在同一幅图中可以用电场线的四疏密来比较各点电场强度的大小，电 场强度较大的地方电场线较网密，电场强度较小的地方电场线较四疏。2. 电场线的特点(1 )电场线从正电荷或无限远出发，终止于网无限远或网负电荷。(2)同一电场的电场线在电场中网不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可 能有两个 闽方向。五匀强电场1.定义：各点电场强度的大小回相等、方向四相同的电场。2 .匀强电场的电场线：网间隔相等的平行线。3 .匀强电场的实例：相距很近的一对带等量异种电荷的

4、平行金属板，它们之间的电场除 边缘外，可以看作匀强电场。电场电场强度课堂任务例1点电荷Q产生的电场中有一A点现在在A点放上一电荷量为q=+2x10 一 8 C 的试探电荷，它受到的静电力为7.2x10 一 5 N,方向水平向左，则：(1) 点电荷。在人点产生电场的场强大小为E =方向。(2) 若在A点换上另一电荷量为qf=-4x10-8 C的试探电荷，此时点电荷。在A点产生的场强大小为E =。该试探电荷受到的静电力大小为 方向。变式训练1甲、乙两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知甲、乙卫星的 轨道半径分别为弓，且r1eb，电场方向不同）B . EaEb，电场方向相同D . EaEbC

5、. A、B在同一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea = EbD .不知A、B附近的电场线分布状况，Ea、Eb的大小关系不能确定6 .（电场线的应用）在如图所示的四种电场中，某带电粒子从图中P点由静止释放，其加 速度一定变小的是（）AKCli7 .（电场强度的叠加）如图所示，a、b、c、d四个点在一条直线上，a和b、b和c、c 和d间的距离均为在3点处固定有一电荷量为Q的正点电荷，在d点处固定有另一个电 荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷。已知b点处的场强为零，则9点处场强的大小为 （k为静电力常量）（）15Q等级性水平训练8 .（电场强度与电场线）在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的

6、是（9.（电场线的理解）如图所示是某个点电荷电场中的一根电场线，在线上O点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动。下列判断中正确的是（）A. 电场线由B指向A,该电荷做加速运动，加速度越来越小B. 电场线由B指向A,该电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定C. 电场线由A指向B,该电荷做匀速运动D. 电场线由B指向A,该电荷做加速运动，加速度越来越大10 .（电场强度的叠加）如图所示，在场强方向水平向右、大小为E的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以。为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，则（）一 Lj*

7、步 !-iL-L hA . A点的电场强度大小为上J E2 + k2*JQ2B. B点的电场强度大小为E-k4C. D点的电场强度大小不可能为0D. A、C两点的电场强度相同11 .（综合提升）质量都是m的两个完全相同、带等量电荷的小球A、B分别用长为l的 绝缘细线悬挂在同13 水平面上相距为21的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲 所示，线与竖直方向的夹角均为a=30。当夕卜加水平向左的匀强电场时，两小球的平衡位置 如图乙所示，线与竖直方向的夹角也均为a = 30，求：（1）A、B小球的电性及所带电荷量Q ;（2）外加匀强电场的场强E。3.电场电场强度课前自主学习KE QIAN Zl

8、ZHU XUE X一 电场1. 概念：电荷在周围产生的一不伺特殊物质。场像分子、原子等实物粒子一样具有能 量，因而场也是物质存在的一种形式。2 .性质：对放入其中的电荷有网力的作用，电荷间通过四电场发生相互作用。电场电荷IS3 .静电场：网静止电荷产生的电场。二电场强度1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：在研究电场的性质时，放入电场中的电荷。为了使它放入后不影响原来要 研究的电场，并便于用它来研究电场各点的性质，这个电荷应该是网电荷量和网体积都 很小的点电荷。(2)场源电荷：四激发电场的带电体所带的电荷，又叫源电荷。2 .电场强度的定义：网试探电荷在电场中某个位置所受的静电力与它的四电荷量之

9、 比，反映了电场在这点的性质，叫作电场强度。3 .电场强度的定义式：E=Q6；。4 .电场强度的单位：网牛每库，符号为PN/C。5.电场强度的方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与网正电荷 在该点所受的静电力的方向相同。三点电荷的电场电场强度的叠加1点电荷的场强(1) 大小：一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度E =网籍。如果以电 荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小回相等。(2) 方向：当Q为正电荷时，电场强度E的方向四沿半径向外；当Q为负电荷时，电 场强度E的方向网沿半径向内。2 .电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场

10、强度等于各个点电荷 单独在该点产生的电场强度的四矢量和。四电场线1. 电场线：画在电场中的一条条有叫方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的 网电场强度方向。在同一幅图中可以用电场线的 闽疏密来比较各点电场强度的大小，电 场强度较大的地方电场线较网密，电场强度较小的地方电场线较 四 疏。2. 电场线的特点(1 )电场线从正电荷或无限远出发，终止于四无限远或网负电荷。(2)同一电场的电场线在电场中网不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可 能有两个网方向。五匀强电场1.定义：各点电场强度的大小网相等、方向网相同的电场。2 .匀强电场的电场线：四间隔相等的平行线。3 .匀强电场的实例：相距

11、很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除 边缘外，可以看作匀强电场。电场电场强度课堂任务例1点电荷Q产生的电场中有一A点现在在入点放上一电荷量为q=+2x10-8 C 的试探电荷，它受到的静电力为7.2x10-5 N,方向水平向左，则：(1) 点电荷。在人点产生电场的场强大小为E =方向。(2) 若在A点换上另一电荷量为q=-4x10-8 C的试探电荷，此时点电荷。在A点产生的场强大小为E =。该试探电荷受到的静电力大小为 方向。F 7.2x10-5规范解答(1)场源电荷在A点产生的场强E = r e N/C = 3.6x 103 N/C，方 q 2x10-8向水平向左。(2)试

12、探电荷的电荷量为q=-4x10 一 8 C时，场强不变，即E = 3.6x103 N/C。试探电 荷受到的静电力大小为F = |q|E = 1.44x10-4 N，试探电荷带负电，故受到的静电力方向水 平向右。答案(1)3.6x103 N/C 水平向左(2)3.6x103 N/C 1.44x10-4 N 水平向右变式训练1甲、乙两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知甲、乙卫星的 轨道半径分别为弓，且子弓。卫星受到地球的引力，是因为它们处在地球周围的引力场 中。就像用电场强度来描述电场的强弱那样，也可以用引力场强度来描述引力场的强弱。仿Fr1B .己2r2D . N2照电场强度的定义式E

13、=q，可以得到引力场强度的表达式。甲、乙卫星的轨道所在处的引力 场强度大小之比为（）A?答案D解析 根据万有引力定律，质量为m的卫星受到质量为M的地球的引力大小F = ，仿照电场强度的定义式E = F,将万有引力类比为静电力，质量类比为电荷量，故2qGMm地球产生的引力场强度为9 = 二 一3=平。则甲、乙卫星的轨道所在处的引力场强度大2 皿 -小之比为了，故D正确。1课堂任务&点电荷的电场电场强度的叠加例2如图所示，在真空中有两个点电荷Q=+ 3.0x10 一 8 C和Q广-3.0x10 一 8 C, 它们相距r = 0.1 m。A点与两个点电荷的距离均为。求电场中A点的场强。规范解答QQ2

14、和A点构成一个等边三角形。设真空中点电荷Q1和Q2的电场在A 点的场强分别为E和E2，它们大小相等，方向如图。马和E2进行矢量合成，故合场强E的方向与Q和Q2的连线平行，并指向负电荷一侧。 合场强的大小为 E= E1cos60 + E2cos60 = 2E1cos60/即 E=E广 Ekg2.7x104 N/C。答案场强大小为2.7x104 N/C,方向与两点电荷的连线平行并指向负电荷一侧(1)用 E =规律点拨E时，应注意Q代入电荷量的绝对值，方向由场源电荷Q的电性确定。（2）电场强度的叠加用矢量运算法则进行。变式训练2 （2021-山东省滨州市高一下期末）如图所示，A、B是以。点为圆心的一

15、条 直径的两个端点，将+ Q的点电荷放置于O点时，B点的电场强度大小为E,若再将-2Q 的点电荷放置于人点，则8点处的电场强度（）A .大小为E,方向沿OB方向EC .大小为万，方向沿BO方向B .大小为E，方向沿BO方向ED .大小为2,方向沿OB方向答案D解析 已知将+ Q的点电荷放置于O点时，B点的电场强度大小为E，根据点电荷的电场强度公式有E 二詈，方向沿OB方向；若再将-2Q的点电荷放置于A点，该点电荷在B2kQ E点的电场强度大小为E1 = *=，方向沿BO方向，则8点处的电场强度为两个点电荷12R 2 2E电场强度的矢量和，为EB=E-E = 2,方向沿OB方向。故D正确。课堂任

16、务电场线匀强电场例3如图所示是点电荷电场中的一条电场线，下列说法正确的是（A . A点场强一定大于B点场强B .在B点静止释放一个电子，电子一定向A点运动C. 点电荷一定带正电D .正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向规范解答电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由于只有一条 电场线，不能判断电场线的疏密情况，所以不能判断A、B两点场强的大小关系，A错误； 由题图可知B处的电场的方向向右，在B点由静止释放一个电子时，电子的受力方向向左， 所以电子一定向A点运动，B正确；仅有一条电场线，无法确定点电荷的电性，所以C错误; 虽然正电荷受到的静电力的方向一定是沿着电场线方向

17、，但是其运动方向可能向任何一个方 向，所以D错误。答案B场强的大小与电场线的疏密有关，不能仅根据一条电场线臆想空间中整个电场的分布， 也不能仅根据一条电场线来判断其上两点的电场强度的大小关系。变式训练3如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。设该电场中A、B两点的电场强度大 小分别为Ea、Eb,则A、B两点（）A . ea=EB，电场方向相同 c . eaeb，电场方向不同 答案DB . EaEb，电场方向相同D . EaEb，电场方向不同躁后课时,解析 电场线密处场强大，故EaEbC. A、B在同一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea = EbD. 不知A、B附近的电场线分布状况，Ea、

18、Eb的大小关系不能确定答案AD解析 根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向，因题中的电 场线是直线，所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右，故A正确；电场线的疏 密程度反映了场强的大小，由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状 况，所以无法确定Ea、Eb的大小关系，故B、C错误，D正确。6 .（电场线的应用）在如图所示的四种电场中，某带电粒子从图中P点由静止释放，其加 速度一定变小的是（）ii答案D解析 由于带电粒子的电性不确定，故粒子由静止释放后的运动方向不确定，只有D项 中，不论粒子带何种电荷，从P点由静止释放后，加速度都变小，故选D。7 .（电

19、场强度的叠加）如图所示，a、b、c、d四个点在一条直线上，a和b、b和c、c 和d间的距离均为2在3点处固定有一电荷量为Q的正点电荷，在d点处固定有另一个电 荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷。已知b点处的场强为零，则9点处场强的大小为 （k为静电力常量）（）, 15Q一，Q _ , QA.0 B.k7R2C.k巫 D-kR2答案B解析 根据题意，b点处的场强为零，说明a处和d处的两个点电荷在b处产 生的场强大小相等，方向相反，则有：kQ = k冬 ，得Q4Q,电性与。相同。Q在cR22R 2点产生的场强大小E1 = kQ Q_Q2R= k4R2，方向向右；Q在c点产生的场强大小E2 = k

20、R2=15Q艮等级性水平训练，方向向左，故c点处场强的大小为E =E2-E1 = 4R-, B正确。8 .（电场强度与电场线）在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的是（）BCD答案C解析 电场强度是矢量，电场强度相同必定其大小相等、方向相同。故C正确。9.（电场线的理解）如图所示是某个点电荷电场中的一根电场线，在线上O点由静止释放 一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动。下列判断中正确的是（）A. 电场线由B指向A,该电荷做加速运动，加速度越来越小B. 电场线由B指向A,该电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定C. 电场线由A指向B,该电荷做匀速运动D. 电场线由B指向A,该电荷做加

21、速运动，加速度越来越大答案B解析 在电场线上O点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动，所受 静电力方向由A指向B,则电场线方向由B指向A,该负电荷做加速运动，因不能确定点电 荷的位置，其加速度大小的变化不能确定。故B正确。10 .（电场强度的叠加）如图所示，在场强方向水平向右、大小为E的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以。为圆心、半径为r的同一圆周上的四点， B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，则（）Q2A . A点的电场强度大小为飞：E2 + k2石ZB.B点的电场强度大小为E-k4C . D点的电场强度大小不可能为0D. A、C两点的

22、电场强度相同:答案A解析 正点电荷Q在A、B、C、D点的电场强度大小均kQ为E=，而匀强电场的电场强度大小为E，因点电荷Q在A点的电场强度方向与匀强电 2Q2场方向相互垂直，根据矢量的合成法则，A点的电场强度大小为. . E2 + k2石，故A正确； 同理，点电荷Q在B点的电场强度方向与匀强电场方向相同，因此B点的电场强度大小为E + kQ，故B错误；点电荷Q在D点的电场强度方向与匀强电场方向相反，当两场强大小相2等时，D点的电场强度大小为0,故C错误；根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，故D错误。10 .(综合提升)质量都是m的两

23、个完全相同、带等量电荷的小球A、B分别用长为l的 绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示， 线与竖直方向的夹角均为a = 30。当夕卜加水平向左的匀强电场时，两小球的平衡位置如图乙 所示，线与竖直方向的夹角也均为a = 30,求：甲匕(1)A、B小球的电性及所带电荷量Q ；(2)外加匀强电场的场强E。解析(1)由题图甲可知A、B带异种电荷，进一步分析题图乙知A球带正电，B球带负 电。未加匀强电场时，两小球相距d = 2l -2lsin30 = l ,_Q2由A球受力平衡可得：mgtana=k；,(2)当夕卜加匀强电场时，两球相距d = 2l + 2lsin30 = 3l ,根据入球受力平衡可得：QE-Q2kf 一 = mgtana，解得：E =3l 2