1、第三节 电场强度【答案】D一、电场1 电 场 的 产 生:电 荷 周 围 存 在 的 一 种 特 殊 物 质 _,电荷间的相互作用是通过_发生的2电场的基本性质:对放入电场中的_有力的作用3静电力:电场对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫作_电场电场电荷静电力二、电场的描述1试探电荷定义:放入电场中探测_性质的电荷2电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷所受的_跟它的_的比值(2)定义式:E_,在国际单位制中,电场强度的单位为_适用于_电场电场静电力电荷量V/m或N/C静(3)方向:电场中某点的电场强度的方向与_电荷在该点受到的静电力的方向相_,与_电荷在该点受到的静电力的方向相_(4)物理
2、意义:描述电场_、_和静电力的物理量(5)场强是矢量:场强的合成遵守_定则正同负反 强弱方向平行四边形3点电荷的场强(1)公式:_,Q为真空中点电荷的带电荷量,r为该点到点电荷Q的距离(2)方向:若Q为正电荷,场强方向沿Q和该点的连线指向该点;若Q为负电荷,场强方向沿Q和该点的连线指向Q(3)适用条件:_真空中的点电荷4匀强电场电场中各点的场强_和_都相同带电平行金属板间的电场为匀强电场,方向与金属板垂直大小方向5电场的叠加原理如果在空间同时存在多个点电荷,这时在空间某一点的场强等于各个电荷_存在时在该点产生的场强的_和单独矢量三、电场线1电场线是画在电场中的一条条有_的曲线,曲线上每点的切线
3、方向表示该点的电场强度方向2电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于_.(2)电场线在电场中不_,不_,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较_,电场强度较小的地方电场线较_,因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小方向无限远或负电荷相交 闭合密疏(4)几种常见电场的电场线如图所示打开自来水龙头,放出一股细细的水流,用带电的橡胶棒去靠近从水龙头流出的水流,发现水流偏向带电棒一侧为什么带电棒与水流没有接触,水流的方向却发生了弯曲?【答案】带电的橡胶棒能够吸引轻小物体,细小的水流被橡胶棒吸引而弯曲1电场的最基本的性质是对放
4、入其中的电荷有力的作用,描述这一性质的物理量就是电场强度对电场强度的理解及计算例1场源电荷Q2104 C,是正点电荷;检验电荷q2105 C,是负点电荷它们相距r2 m,且都在真空中,如图所示(1)求q在该点受的静电力(2)求q所在的B点的场强EB(3)将q换为q4105C的正点电荷,求q在B点的受力及B点的场强(4)将检验电荷移去,求B点场强答案:(1)9 N,方向在A与B的连线上,且指向A(2)4.5105 N/C,方向由A指向B(3)18 N,方向由A指向B4.5105 N/C,方向由A指向B(4)4.5105 N/C,方向由A指向B1(2017广陵名校段考)真空中一匀强电场中有一质量为
5、0.01 g,电荷量为1108 C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,取g10 m/s2,则()A场强方向水平向左B场强的大小是1103 N/CC场强的大小是1107 N/CD场强的方向竖直向下【答案】D1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,这种关系叫作电场强度的叠加因电场强度是矢量,所以满足平行四边形定则例如,图中P点的电场强度,等于Q1在该点产生的电场强度E1与Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和电场强度的叠加2比较大的带电体的电场,可把带电体分作若干小块,每小块看成点电荷,用点电荷电场叠加的方法计算3同一直线上的两个场强的叠加可简化为代数和例2如图所示,真空
6、中带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r,求:(1)两点电荷连线的中点O的场强大小;(2)距A、B两点都为r的O点的场强大小题后反思在等量异种电荷连线的垂直平分线上,中点的场强最大,两边成对称分布,离中点越远,场强越小,场强的方向都相同,都是从正电荷指向负电荷的方向【答案】D【解析】由电场的叠加原理和对称性可知,q、q在O点的合场强方向应沿OD方向,要使O点的合场强为零,放上的电荷Q在O点的场强方向应与q、q在O点的合场强方向相反,所以D正确电场线及其应用甲 乙(2)两个等量点电荷的电场线 甲 乙比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图甲图乙图连线中点O处的场强最小,指向负电荷一方为零连
7、线上的场强大小沿连线先变小再变大沿连线先变小再变大由O点沿中垂线向外场强的大小O点最大,向外逐渐减小O点最小,向外先变大后变小关于O点的对称点A与A,B与B的场强特点等大同向等大反向(3)匀强电场匀强电场中的电场线是平行且等间距的直线,所以匀强电场中各点的场强大小和方向都相同2电场线与运动轨迹电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线,曲线上某点的切线方向规定为该点的场强方向,也是该点正电荷产生加速度的方向;而运动轨迹是带电粒子在电场中运动的径迹,径迹上每点的切线方向是粒子的速度方向速度方向和加速度方向不是一回事,二者不一定相同,因此不能将电场线和运动轨迹混为一谈只有下列几种情况同时具备时,电场
8、线才和运动轨迹重合:电场线是直线;仅受电场力作用;初速度为零或与电场线同向例3如图所示,带箭头的直线是某电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两处的场强大小则()Aa、b两点场强方向相同B由于电场线从a指向b,所以EaEbC由于电场线是直线,所以EaEbD由于不知a、b两点附近的电场线的分布情况,故Ea、Eb的大小关系不确定解析:在电场中,电场线分布越密集,则该区域内场强越大,电场线分布越稀疏,则场强越小图中只给定一条电场线,无法了解该区域内电场线的疏密情况,a、b两点附近区域的电场线分布可能有如图所示的三种情况,因此a、b两点场强大小关系不确定答案:AD题后反思从
9、电场线分布的疏密程度了解场强大小,而不是从电场线方向等因素来分析在解题中要形成牢固的认识,另外,这种将抽象的物理模型转化为形象的物理模型,化难为易,化繁为简的方法值得在以后学习中迁移3法拉第首先提出用电场线描绘电场图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下说法正确的是()Aa、b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量Ba、b为异种电荷,a带电荷量小于b带电荷量Ca、b为同种电荷,a带电荷量大于b带电荷量Da、b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量【答案】B电场强度的求解方法2特殊法(1)对称法:利用题设情景,发现其对称性,找出事物间的联系,恰当建立物理模型(2)等效替代法:是在效果相同的情况
10、下,利用物理问题中某些相似或相同效果进行知识迁移的一种解决问题的方法,用此法解题往往是用较简单的因素代替较复杂的因素(3)补偿法:求解物理问题,要根据问题给出的条件建立起物理模型,但有时由题给条件建立的模型不是完整的模型,这时需要给原来的问题补充条件,组成一个完整的新模型,这样,求原模型的问题就变为求解新模型与补充条件的差值问题例4(2016安徽黄山校级期末)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)()答案:B【答案】B