电场强度知识点总结.doc

1.3 电场强度要点提示 1、电场： （1)存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质电荷间的作用总是通过电场进行的. 电场：只要电荷存在它周围就存在电场,电场是客观存在的，它具有力和能的特性。 (2）电场的基本性质 是对放入其中的电荷有力的作用. 能使放入电场中的导体产生静电感应现象 2、电场强度(E)-描述电场力特性的物理量.（矢量） （1)定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱 （2)求E的规律及方法： EF/q(定义 普遍适用)单位是：N/C或V/m； “描述自身的物理量”统统不能说正比，反比（下同) E=KQ/r2(导出式，真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的场源电荷,q是试探电荷电荷） E=U/d（匀强电场，U为电势差，d为沿着电场线的距离） 电场的矢量叠加：当存在几个场源时,某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和 （3)方向： 与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反； 电场线的切线方向是该点场强的方向； （4）在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用某点的E取决于电场本身,（即场源及这点的位置，)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关. （5）电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则(平行四边形法则和三角形法则） （6）电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关， 3、电场线: 定义：在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线。电场线实际上并不存但E又是客观存在的，电场线是人为引入的研究工具.电场线是人为引进的，实际上是不存在的； 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。 （1) 切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向 (2）静电场电场线有始有终:始于“+”，终止于“”或无穷远，从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止 （3) 疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小越密,则E越强 （4） 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示(平行板电容器间的电场，边缘除外) （5） 没有画出电场线的地方不一定没有电场 （6）静电场的电场线不相交，不终断,不成闭合曲线. （7）电场线不是电荷运动的轨迹也不能确定电荷的速度方向.除非三个条件同时满足：电场线为直线，v0=0或v0方向与E方向平行。仅受电场力作用。总结：1、 电场强度的大小、方向判断技巧；（1） 电场强度的大小的判断技巧 用电场线的疏密程度进行判断，电场线越密集,场强越大，电场线越稀疏，场强越小。 根据等差等势面的疏密判定场强大小，等差等势面密集处场强大，稀疏处场强小.（2） 电场强度方向的判断技巧 某点正电荷所受电场力的方向，即该点的电场强度方向 电场强度的方向与电场线的切线在同一条直线上并指向电势降低的方向。 电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向。2、电场强度的大小计算方法有三种；且用矢量叠加法求解。 4、熟记几种典型电场的电场线特点:（重点)看课本上图 （1）孤立点电荷周围的电场； （2）等量异种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点）； （3）等量同种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点)； （4）匀强电场; （5)点电荷与带电平板；(6）具有某种对称性的电场;分析：以上四种电荷在不同点的电场强度的大小以及方向？(尤其分析好等量异种电荷以及等量同种电荷水平和垂直方向的电场强度变化情况）等量同种电荷形成的电场:（1）两种电荷的连线上；不管是等量同种正电荷还是负电荷，中点O处场强始终为零（2）两电荷连线的中垂线上；不管是等量同种正电荷还是负电荷，从中点O处沿中垂面（中垂线)到无穷远处，场强先变大后变小.（3)关于O点对称的两点场强大小相等，方向相反，电势相等。等量异种电荷形成的电场；(1) 两电荷的连线上，各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小后变大，从正电荷到负电荷电势逐渐降低.（2）两电荷连线的中垂线上：场强方向相同,且与中垂线垂直,由中点O点到无穷远处，场强一直变小，各点电势相等。（3）在中垂线上关于中点O对称的两点场强等大同向。典例分析 1、(对电场强度的理解)在真空中O点放一个试探电荷，直线MN通过O点，OM的距离r=30cm,M点放一个试探电荷，如图1所示，求： 图 1 (1）q在M点受到的作用力 (2）M点场强 (3）拿走q后M点场强 (4）M、N两点的场强哪点大 （5）如果把Q换成电荷量为的点电荷，情况又如何？；图 2 2、（与的区别与应用）如图2所示是表示在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像,那么下列叙述正确的是（ ） A这个电场是匀强电场 Ba、b、c、d四点的场强大小关系是 C a、b、c、d四点的场强大小关系是 D 无法确定这四个点的场强大小关系答案:B图 3 3、(电场强度的叠加）如图3所示,真空中带电荷量分别为+Q和Q的点电荷A、B相距r。求： （1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向;(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的点的场强大小和方向。； 图 4 4、(对电场线的理解)如图4所示是某静电场的一部分电场线的分布情况,下列说法正确的是（ ) A这个电场可能是负点电荷的电场 BA点的场强大于B点的场强 CA、B两点的场强方向不相同 D负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向答案：BC图 5 5、(利用电场线判断带电粒子的运动情况）某静电场在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图5中的虚线所示。由M运动到N，以下说法正确的是（ ） A粒子必定带正电 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点的动能小于它在N点的动能答案：ACD 图 6 6、（利用电场线分析电场强度和电场力的问题）如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由匀速飞过，电子的重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是（ ) A先变大后变小，方向水平向左 B先变大后变小，方向水平向右 C先变小后变大，方向水平向左 D先变小后变大，方向水平向右答案:B7、（特殊思维在求解电场强度中的应用）如图7所示，用金属丝弯成半径为r=1。0m的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d=2cm的间隙，且d远远小于r.将电荷量为的正 图 7电荷均匀分布于金属丝上,求圆心处的电场强度(）图 8 8、（静电场中的力学综合问题）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的小球带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图8所示，问: （1）小球带电荷量是多少？ （2）若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?（(1) （2）) 9、(等效力场及其应用）在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球，用长图 9为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向的夹角为，如图9所示。现用力打击小球，使小球恰能在竖直面内做圆周运动，试问： （1）小球做圆周运动的过程中，在哪点速度最小？最小速度是多少? （2）小球在哪点速度最大?最大为多少？（1)A点 （2）B点 基础强化 1、下列说法正确的是： （ ) A根据EF/q,可知，电场中某点的场强与电场力成正比 B根据EkQ/r2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比 C根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强A、 D电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 B、 答案:B 2、下列关于点电荷的场强公式的说法中，正确的是：（ ) A在点电荷Q的电场中,某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比A、 BQ是产生电场的电荷，r是场强为E的点到Q的距离 C点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷QB、 D点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q答案：AB图10 3、如图10所示，在a、b两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分,则：（ ） Ac、d两点处的场强大小相等 Bc、d两点处的场强大小不相等 C从c点到d点场强先变大后变小 D从c点到d点场强先变小后变大答案：AD 4、下列关于电场线的说法中,正确的是：（ ) A电场线是电场中实际存在的线 B电场中的任意两条电场线都不可能相交 C顺着电场线的方向，电场强度一定越来越大图 11 D顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小答案：B 5、某电场区域的电场线如图11所示,a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法中正确的是：( ) Aa点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右 Ba点的场强一定大于b点的场强 C正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力 D负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力答案：ABC 6、下列各图中所画的电场线,正确的是：（ ) （1） （2) （3） （4） A（1)(2）和（4） B只有（4） C只有（3） D（2）和（3）答案；B 7、一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示,不计粒子所受的重力则：（ ） A粒子带正电 B粒子的加速度逐渐减小 CA点的场强大于B点的场强 D粒子的速度不断减小答案：BCD 8、如图13所示,电场中的一条电场线,则下列说法正确的是：（ ）图13 A这个电场一定是匀强电场 BA、B两点的场强有可能相等 CA点的场强一定大于B点的场强 图14 DA点的场强可能小于B点的场强 答案:BD 9、如图14所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点,B、D两点关于O点对称，则关于各点场强的关系,下列说法中正确的是：( ） AEAEB ，EBED BEAEB ，EAEC CEA)图 4 4、(电场强度和电势的区别与联系）如图4所示,P、Q是等量的正点电荷,O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OAOB，用、和、分别表示A、B两点的电场强度和电势（ ） AEA一定大于EB，A一定大于B BEA不一定大于EB，A一定大于B CEA一定大于EB，A不一定大于B DEA不一定大于EB，A不一定大于B图 55、（等势面的特点与应用）如图5所示，虚线圆是某静电场中的等势面，其电势分别为、和。一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ ） A在粒子从K到L的过程中,电场力做负功，电势能增加 B在粒子从L到M的过程中,电场力做负功，电势能增加 C在粒子从K到L的过程中，电势能增加，动能减少 D在粒子从L到M的过程中，动能减少，电势能增加。 6、（用等量电荷连线及中垂面上的电场特点解题）如图6所示，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线。现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射如，开始时一段轨迹如图中实线所示，不考虑粒子重力,则在飞越该电场的整个过程中（ ）图 6 A该粒子带负电 B该粒子的动能先增加，后减少 C该粒子的电势能先减少，后增加 D该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0 7、（电势、电势能的计算和比较)如果把的电荷从无穷远移到电场中的A点,需要克服电场力做功，那么： (1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少? (2）q在未移入电场前A点的电势是多少?（ ；）图 7 8、（力电综合问题的分析）如图7所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为、与水平方向成=30角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量,质量。现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。问：（静电力常量k=9。0109Nm2/C2，取g=10m/s2) (1）小球B开始运动时的加速度为多大？ （2）小球B的速度最大时，距M端的高度为多大？(3）小球B从N端运动到距M端高度时，速度.求此过程中小球B的电势能改变了多少？（；)基础强化 1、下列说法正确的是 ( ） A在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功,电荷电势能减少 B在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功，电荷电势能减少 C在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功,电荷电势能减少 D在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加 图 8 2、如图8所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是 （ ) A若在B点无初速释放正电荷，电荷向C运动,电势能减小 B若在B点无初速释放正电荷，电荷向C运动，电势能增大 C若在B点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大 D若在B点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小 图9 3、图9表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求（1)P、Q各带何种电荷？（2）把q=107C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？(3）把q从B移到C电场力做多少功？(4）把q从C移到A电场力做多少功?（5）q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少?图10 4、如图10,在点电荷Q电场中，以Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为_（=） 图 11 5、如图11，a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动由图可知,四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_，带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是_点（UaUbUcUd， N） 6、如图12,绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E在与环心等高处放有一质量为m、带电q的小球，由静止