電場(chǎng)·電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線·學(xué)案

1、 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線【考點(diǎn)聚焦】電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)線點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 【知識(shí)掃描】 1電場(chǎng) （1）帶電體周圍存在一種物質(zhì)，這種物質(zhì)是_，電荷間的相互作用就是通過_發(fā)生的；它是一種看不見的_的物質(zhì)。它具有_和能的特性。 （2）電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是_ 2電場(chǎng)強(qiáng)度 （1）引入電場(chǎng)強(qiáng)度的目的是描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，它所描述的是放入電場(chǎng)中的電荷所受_的性質(zhì)；放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的_與_的比值,叫電場(chǎng)強(qiáng)度，用_表示,其定義式為_. （2）電場(chǎng)強(qiáng)度的單位為_，它是導(dǎo)出單位，符號(hào)為_. （3）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，方向與_. （4）電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所受電場(chǎng)力_關(guān)，與試探電荷所帶電荷量_關(guān).電場(chǎng)強(qiáng)度

2、是由_決定的，即由_決定的.【好題精析】例1如圖921所示，表示一個(gè)電場(chǎng)中a、b、c、d 四點(diǎn)分別引入試探電荷，測(cè)得試探電荷所受的電場(chǎng)力跟電荷量 間的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下面說法中正確的是 （ ）A該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)Ba、b、c、d四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是：EdEaEbEc C這四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是：EaEbEcEd，場(chǎng)源是正 圖921電荷，位于A點(diǎn)D無法判斷a、b、c、d四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系例2如圖922所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.010-8C和Q2=3.010-8C，它們相距0.1m，求電場(chǎng)中A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m。圖922例3如圖924所示，一電子沿等量異種電荷的

3、中垂線由 AOB勻速運(yùn)動(dòng)，電子重力不計(jì)，則電子除受電場(chǎng)力外，所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況是（ ） A先變大后變小，方向水平向左B先變大后變小，方向水平向右 C先變小后變大，方向水平向左 D先變小后變大，方向水平向右 圖924例4圖926中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是詭計(jì)上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的時(shí)（ ） A帶電粒子所帶電荷的符號(hào) B帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向 C帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大 圖926 例5如圖927所示，上、下兩帶

4、電小球的質(zhì)量均為，所帶電荷量分別q為和q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，上球又用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊。（1）平衡時(shí)的可能位置是圖中的哪一個(gè)？ （ ）圖927（2）兩根絕緣線張力大小為 （ ）AT1=2mg , T2= BT12mg , T2CT12mg , T2 DT1=2mg , T2【變式遷移】1如圖928所示，半徑為R的圓環(huán)，均勻帶有電量為Q 的正電荷。先從環(huán)上截取S的一小段，若SR，且圓環(huán)剩余部分 的電荷分布不變，則圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小 為_,方向?yàn)開。 圖928 2圖929所示，AB是電場(chǎng)中的一條電

5、場(chǎng)線，在P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)重力不計(jì)的正電荷，則電荷的運(yùn)動(dòng)情況是 ( ) A 電荷一定向B點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng) B 電荷一定向B點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng) C 電荷一定向B點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng) 圖929D 電荷一定向B點(diǎn)做變加速運(yùn)動(dòng) 【能力突破】1 圖9210（a）中AB是一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線， 圖9210（b）則是放在電場(chǎng)線上a、b處的試探電荷的電量 與所受電場(chǎng)力數(shù)量間的函數(shù)關(guān)系，由此可以判定（ ） A場(chǎng)源是正電荷，位于A點(diǎn) B場(chǎng)源是負(fù)電荷，位于B點(diǎn)C場(chǎng)源是正電荷，位于B點(diǎn) D場(chǎng)源是負(fù)電荷，位于A點(diǎn) 圖92102法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)，圖9211為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖以下說法為中正確

6、的是 （ ）A a、b為異種電荷，a帶電荷量大于b帶電量B a、b為異種電荷，a帶電荷量小于b帶電量C a、b為同種電荷，a帶電荷量大于b帶電量D a、b為同種電荷，a帶電荷量小于b帶電量 圖92113一個(gè)單擺的擺球質(zhì)量為m，擺球帶有電量為q的負(fù)電荷，在沒有電場(chǎng)時(shí)，單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T；若在擺動(dòng)過程中，突然在單擺所在的區(qū)域加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則單擺的振動(dòng)周期 ( )A變大 B變小 C不變 D無法確定4如圖9212所示，一帶點(diǎn)粒子從A運(yùn)動(dòng)到B，徑跡如虛線所示，由此可見（ ） A粒子帶負(fù)電B粒子的加速度不斷減小C粒子在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能DB的場(chǎng)強(qiáng)比A的場(chǎng)強(qiáng)大 圖9212 5如圖9213所示，輕繩

7、系一帶正電、重G的小球 懸掛在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，使小球以懸點(diǎn)O為圓心在豎 直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，則 （ ）A小球可能作勻速圓周運(yùn)動(dòng)B小球只能作變速圓周運(yùn)動(dòng)C在小球經(jīng)最高點(diǎn)B時(shí)，繩子拉力一定最小D小球經(jīng)最低點(diǎn)A時(shí) 繩子拉力可能最小 圖92136在同一直線上依次有A、B、C三點(diǎn)，且BC=3AB，在A點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的小球，在B點(diǎn)引入電量為2010-8c的試探電荷，其所受電場(chǎng)力為2010-6N。將該試探電荷移去后，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_，C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_。如果要使B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，可能在C點(diǎn)放一個(gè)電量是A點(diǎn)處帶電小球的電量的_倍的_電荷.7在光滑水平面上的O點(diǎn)系一長為l的絕緣細(xì)線，線的 另一端系一質(zhì)量為m、帶

8、電量為q的小球，如圖9214所 示。當(dāng)沿細(xì)線方向加上場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小球處于平 衡狀態(tài)。現(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線的初速度v0，使小球在水平 面上開始運(yùn)動(dòng)。若v0很小，則小球第一次回到平衡位置所需 圖9214 時(shí)間為 。 8質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)點(diǎn)在靜電力作用下以恒定的速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度方向改變的角度為弧度，AB弧長為s，則AB弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E=_。 9沿水平方向的場(chǎng)強(qiáng)為E=866103v/m的足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絕緣細(xì)線系一個(gè)質(zhì)量m=6.0g的帶電小球，線的另一端固定于O點(diǎn)，平衡時(shí)懸線與豎直方向成角，=30，如圖9215所示，求（1）小球所帶的電量；（2）剪斷細(xì)線小球怎

9、樣運(yùn)動(dòng)，加速度多大？（g取10m/s2） 圖921510如圖9216所示，光滑絕緣軌道上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A、B，分別帶有+4Q、Q的電量。在水平向右的、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一起向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中兩球相對(duì)位置不變，求它們之間的距離。圖9216參考答案【好題精析】例1解析從坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系可確定，a、b、c、d都是過原點(diǎn)的傾斜直線，由場(chǎng)強(qiáng)的定義式可知，其斜率各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小，斜率不同，說明該電場(chǎng)一定不是勻強(qiáng)電場(chǎng)。選項(xiàng)B正確。點(diǎn)評(píng)注意a、b兩點(diǎn)表示正電荷受力方向?yàn)檎?，c、d兩點(diǎn)表示試探電荷為負(fù)電荷，所受的電場(chǎng)力為負(fù)。例2解析真空中點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為E1和E2，

10、它們大小相等，方向如圖923所示。場(chǎng)強(qiáng)E1，場(chǎng)強(qiáng)E2向上平移后與合矢量E構(gòu)成一正三角形，故E與Q1Q2平行，E=E1=E2=kQ/r2=9.01093.010-8/(0.1)2N/C=2.7104N/C 圖923點(diǎn)評(píng)用E=kQ/r2求解E時(shí)，電荷量取絕對(duì)值，方向根據(jù)電場(chǎng)電荷的電性決定。例3解析等量異種電荷電場(chǎng)線分布如圖925所示，由圖中電場(chǎng)線的分布可以看出，從A到O，電場(chǎng)線由疏到密，從O到B電場(chǎng)線由密到疏，所以從AOB，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)線切線方向，為水平向右, 如圖925示，由于電子處于平衡狀態(tài)，所受合外力必為零，故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受的電場(chǎng)力大小相等方向相

11、反，電子受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，即水平向左，電子從AOB過程中，電場(chǎng)力由小變大，再由大變小，故另一個(gè)力方向 圖925 應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小。所以選項(xiàng)B是正確的。例4解析從電場(chǎng)線分布情況可設(shè)想電場(chǎng)是由軌跡左側(cè)的“點(diǎn)電荷”產(chǎn)生的，從軌跡的偏向可得“點(diǎn)電荷”給帶電離子吸引力，即a、b兩點(diǎn)受力方向如圖所示；若粒子從a向b運(yùn)動(dòng)從圖中可得F與v的夾角大于90角，電場(chǎng)力做負(fù)功、粒子動(dòng)能減少，電荷電勢(shì)能增加，綜上所述：BCD正確。例5解析對(duì)第（1）問，先把兩小球看作一個(gè)整體。這整體受到的外力為：豎直向下的重力2mg；水平向左的電場(chǎng)力qE（+q受力）；水平向右的電場(chǎng)力qE（q受力）；由平衡條件Fx=0和Fy=0可推知上段繩子的拉力一定與重力2mg等大反向，即上段繩豎直。 隔離分析下球的受力，向下的重力mg；水平向右的電場(chǎng)力qE；繩子的拉力T2；上球?qū)ο虑?/p>