電場力的性質(zhì)

1、二、電場力的性質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)梳理（一）電場強(qiáng)度1 .意義：描述電場力的性質(zhì)2 .常用計(jì)算式：（1）定義式：E=F/q（2）導(dǎo)出式：E=kQ/r2（適用于真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷）E=U/d（適用于電運(yùn)電場，其中d是沿電場線方向上的距離）3 .性質(zhì)（1）矢量性：與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；電場強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則進(jìn)行.（2）固有性：電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)大小與方向是一個(gè)定值，與放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān),僅由電場自身決定。4 .熟記三種特殊電場的場強(qiáng)特點(diǎn)（1）點(diǎn)電荷：越靠近場源E越大（填大或?。?#169;III等量算種蠅荷.（2）等量異種電荷：兩電荷連線

2、上中點(diǎn)E最?。ㄌ畲蠡蛐。写姑嫔现悬c(diǎn)E最玄（填大或?。灾悬c(diǎn)為圓心向外延伸E逐漸減?。ㄌ钤龃蠡驕p?。?，但方向均相同且平行于連線,如右圖所示。（3）等量同種電荷：兩電荷連線上中點(diǎn)E=0,中垂面上以中點(diǎn)為圓心向外延伸E先增大后減?。ㄌ畲蠡蛐。?，方向垂直于連線，如右圖所示。（二）電場線：1 .作用：形象地描繪電場（客觀上并不存在）2 .特點(diǎn)方向性：切線方向是該點(diǎn)場強(qiáng)的方向無窮遠(yuǎn)處終止,或者從無窮遠(yuǎn)處出非閉合性：從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到發(fā)到負(fù)電荷終止.稀密性：疏密表示該處電場的場強(qiáng)大小.3.六種常見電場線等量異種點(diǎn)電荷的電場等量同種點(diǎn)電荷的電身狗通電場點(diǎn).電荷與帶電平板4.電場線

3、與電荷運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系：電場線與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡不一定重合。電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡由帶電粒子受到的合外力情況和初速度情況來決定。只有滿足電場線是直線；粒子的初速度為零或初速度方向與電場線在同一條直線上時(shí),其運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場線重合。應(yīng)考問題方法指導(dǎo)1 .電場強(qiáng)度的理解和應(yīng)用例1.在靜電場中a、b、c、d四點(diǎn)分別放一檢驗(yàn)電荷，其電荷量可變，但很小，結(jié)果測出檢驗(yàn)電荷所受電場力與電荷電荷量的關(guān)系如圖所示.由圖線可知（A.a、b、c、d四點(diǎn)不可能在同一電場線上B.四點(diǎn)場強(qiáng)關(guān)系是E；>Ea>Eb>E）C.四點(diǎn)場強(qiáng)方向可能不相同D.以上答案都不對解析：根據(jù)F=Eq知，在Fq圖象中，斜率大小為E,由此可

4、得Eb>Ed,選項(xiàng)B確.答案：B例2.（煙臺(tái)模擬題）如圖所示，真空中，帶電荷量分別為+Q和一Q的點(diǎn)電荷AB相距r,則:（1）兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場強(qiáng)多大？B（2）距AB兩點(diǎn)都為r的。點(diǎn)的場強(qiáng)如何？+61R方向相同，由 A- B.A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度:Ea=Eb=kQ2(r/2)24kQ-2-r解析：（1）如圖（解1）所示，AB兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)故O點(diǎn)的合場強(qiáng)為Eo=2EA=8k2Q,方向由A-B.r（2）如圖（解2）所示，EA' =Eb'=號(hào) r.由矢量圖所形成的等邊三角形可知,O'點(diǎn)的合場強(qiáng)E。' =&'=,方向與A

5、、B的中垂線垂直，即EO'與Eo同向.r結(jié)論：在等量異種電荷連線的垂直平分線上，中點(diǎn)的場強(qiáng)最大，兩邊成對稱分布，離中點(diǎn)越遠(yuǎn)，場強(qiáng)越小.場強(qiáng)的方向都相同，都是正電荷指向負(fù)電荷的方向2 .電場線的理解和應(yīng)用例3.如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A-OB勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個(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，方向水平向右解析：由等量異種電荷電場線分布可知，從A到Q電場由疏到密；從O到B,電場線由密到疏，所以從AOB,電場強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，而電場強(qiáng)度方向沿電

6、場切線方向，為水平向右。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)與電子所受電場力大小相等方向相反。電子受的電場力與場強(qiáng)方向相反，即水平向左，電子從一ClB過程中，電場力由小變大，再由大變小，故另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小，所以選項(xiàng)B正確。感悟高考Q、Q, MN是ab連線的中垂線，P是1. （05廣西）圖中a、b是兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們的電量分別為中垂線上的一點(diǎn)。下列哪中情況能使P點(diǎn)場強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)？（）A. Q、Q2都是正電荷，且Q<QB. Q是正電荷，Q是負(fù)電荷，且Q>|Q2|C. Q是負(fù)電荷，Q是正電荷，且|Qi|<Q2D. Q、Q都是負(fù)電荷，

7、且|Qi|>|Q2|答案：ACD2. （05江蘇）關(guān)于電場，下列說法正確的是（）A.電場線是假想的，并不是客觀存在的物質(zhì)B.描述電場的電場線是客觀存在的C.電場對放人其中的電荷有力的作用D.電場對放人其中的電荷沒有力的作用答案：AC2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線3.（05上海）如圖，帶電量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為通過板的幾何中心.若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為，方向.（靜電力恒量為k）答案：燈，水平向左（或垂直薄板向左）d24.（06全國II）ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿，Pi、P2是位于ab所在直線上的兩點(diǎn)，位置如圖所示。ab上電

8、荷產(chǎn)生的靜電場在Pi處的場強(qiáng)大小為Ei,在P2處的場強(qiáng)大小為F2。則以下說法正確的是（）A兩處的電場方向相同，Ei>E2B兩處的電場方向相反，Ei>E2C兩處的電場方向相同，Ei<E2D兩處的電場方向相反，EKE2解析：在桿上取一點(diǎn)d,如圖（解）所示，使pia=pid,桿ab在Pi處的場強(qiáng)大小相當(dāng)于bd段的電量產(chǎn)生的場強(qiáng)，而桿ab在P2處的場強(qiáng)大小則是整個(gè)桿的電量產(chǎn)生的，所以答案選D答案：D闖關(guān)訓(xùn)練.i.（青島模擬題）下列關(guān)于電場強(qiáng)度的說法中，正確的是A.公式E=F只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場qB.由公式E=F可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與試探電荷在電場中該點(diǎn)所受的電場力成

9、正比qC.在公式F=kQ1Q2中,kQ2是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q處的場強(qiáng)大??；而k_Q1是點(diǎn)電r2r2r2荷Q產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q處場強(qiáng)的大小D.由公式E=kQ可知，在離點(diǎn)電荷非常近的地方（-0）,電場強(qiáng)度E可達(dá)無窮大r2解析：電場強(qiáng)度的定義式E=適用于任何電場，故A錯(cuò)；電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身決q定，與電場中該點(diǎn)是否有試探電荷或引入試探電荷所受的電場力無關(guān)（試探電荷所受電場力與其所帶電荷量的比值僅反映該點(diǎn)場強(qiáng)的大小，不能決定場強(qiáng)的大小），故B錯(cuò)；點(diǎn)電荷間的相互作用力是通過電場產(chǎn)生的，故C對；公式E=±Q是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的計(jì)算式，當(dāng)r-0時(shí)，所謂r2“點(diǎn)電荷”

10、已不存在，該公式已不適用，故D錯(cuò).答案：C2.下述說法正確的是（）A.根據(jù)E=F/q,可知電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與電場力成正比。B.根據(jù)E=KQ/r2,可知點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)電荷的電量Q成正比。C.根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，可知合電場的場強(qiáng)一定大于分電場的場強(qiáng)。D.電場線就是點(diǎn)電荷在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡答案：B3 .如果不計(jì)重力的電子，只受電場力作用，那么，電子在電場中可能做（）A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：電子受有電場力作用，不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若初速度為零又在勻強(qiáng)電場中，則電子可作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若初速度不為零方向與勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向相反，則電子將作勻

11、變速曲線運(yùn)動(dòng)；氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)可視為電子在原子核的電場中運(yùn)動(dòng)。故選項(xiàng)BCD都可能。答案：BCD4 .電場中有一點(diǎn)P,下列說法是正確的（）A.若放在P點(diǎn)電荷的電量減半，則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半。B.若P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零。C. P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大。D. P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)闄z驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向。答案：C5.（宣武區(qū)質(zhì)量檢測）如圖所示，設(shè)想在空間內(nèi)，只在某一點(diǎn)。固定著一個(gè)正的點(diǎn)電荷q（其他地方不放置電荷），而且q在該空間內(nèi)白另一點(diǎn)P處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為Ei,現(xiàn)在，從遠(yuǎn)處移動(dòng)過來一個(gè)帶正電的金屬球Q放在q的附近.那么，現(xiàn)在白q在該空間內(nèi)的P點(diǎn)處產(chǎn)生的

12、電場強(qiáng)度（）A.大小和方向都沒有改變B.場強(qiáng)變大，方向偏向金屬球C.場強(qiáng)變小，方向偏離金屬球D.由于金屬球的位置、是否接地等因素均未確定，因而無法判斷答案：A6 .如圖所示，在一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，一條電場線上有MN兩點(diǎn).設(shè)MN兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Em和En,一個(gè)正電荷在MN兩點(diǎn)受到的電場力的大小分別為Fm和Fn,則（）B.Em> En, Fm< FnD.Em< En, Fm> FnA.Em>En,Fm>fC.Em<En,Fm<f答案：C子某時(shí)刻以一定的初其加速度一定7 .如圖所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置，其中心處有一個(gè)電子。若電速度V0從

13、圓環(huán)中心處水平向右運(yùn)動(dòng)，此后電子將（）A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)。B.做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。C.以圓心為平衡位置做振動(dòng)。D.以上答案都不對。解析：電荷量分布均勻的圓環(huán)，可等效看成環(huán)上電荷量集中于圓心的點(diǎn)電荷，它對電子產(chǎn)生庫侖力的作用）8.處在如圖所示的四種電場中P點(diǎn)的帶電粒子，由靜止釋放后只受電場力作用,答案：C)變大的是（解析：由于沒有給出粒子的帶電性質(zhì)，無法判定粒子的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向，所以圖AB中加速度可能變大，也可能變小。圖C中粒子受恒力，加速度不變。圖D中粒子無論向左還是向右運(yùn)動(dòng)，加速度都是變大。答案：D9 .（南京檢測題）在圖中實(shí)線是勻強(qiáng)電場的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌

14、跡，a、b是軌跡上兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力作用，則由此圖可作出正確判斷的是（）A.帶電粒子帶負(fù)電荷B.帶電粒子帶正電荷C.帶電粒子所受電場力的方向D.帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)解析：帶電粒子在電場中沿曲線ab運(yùn)動(dòng)，其受力方向一定指向左側(cè)，故該粒子帶負(fù)電荷，選A、C.由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力為恒力，故加速度是一個(gè)大小和方向均不變的量，選項(xiàng)D正確。答案：ACD10 .如圖在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中固定放置兩個(gè)帶電小球1和2,它們的質(zhì)量相等，電荷分別為qi和一q2.（qiwqz）.球1和球2的連線平行于電場線，如圖.現(xiàn)同時(shí)放開1球和2球，于是它們開始在電場力的作用下運(yùn)動(dòng)，如果球1和球2之間

15、的距離可以取任意有限值，則兩球剛被放開時(shí)，它們的加速度可能是（）A.大小不等，方向相同；B.大小不等，方向相反；21一”C.大小相等，方向相同；ID.大小相等，方向相反；解析：球1和球2皆受電場力與庫侖力的作用，取向右方向?yàn)檎较?，則有aq1EF庫,a2F庫q2Emm由于兩球間距不確定，故F庫不確定若qiEF庫>0,F庫一q2E>0,且qiEF庫wF庫一qzE,則A正確；若qiE-F庫>0,F庫一qzE<0,且qiE-F庫wF庫一q?E,貝UB正確；若qiE-F庫=5庫一qzE,則C正確；若qiE-F庫WF庫一qzE,則qi=q2與題意不符，D錯(cuò)誤；答案：ABCii.圖中邊長為a的正三角形ABC的三點(diǎn)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q+q-q,求該三角形中心。點(diǎn)處的場強(qiáng)大小和方向。（解）kq解析：每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的場強(qiáng)大小都是E廠2由