4電場(chǎng)強(qiáng)度１ 高中物理

.:PAGE:;三、電場(chǎng)強(qiáng)度1〔點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)的疊加〕［要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)］本節(jié)重點(diǎn)講述電場(chǎng)及描繪電場(chǎng)性質(zhì)的物理量――電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)的疊加原理。1．英國物理學(xué)家、化學(xué)家首先提出場(chǎng)的概念。他指出：電荷的四周存在，帶電體間的互相作用是通過它們各自產(chǎn)生的傳送的。電場(chǎng)是一種特殊形態(tài)的，電場(chǎng)最根本的特征是，這也是檢驗(yàn)空間是否存在電場(chǎng)的根據(jù)之一。2．為研究電場(chǎng)而放進(jìn)電場(chǎng)的電荷稱為；產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷稱為。3．電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)自身的力的性質(zhì)的物理量。電場(chǎng)中某處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小定義為放在該處的電荷受到的電場(chǎng)力跟該電荷的電量的。電場(chǎng)強(qiáng)度的大小表示電場(chǎng)的，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電場(chǎng)的，且物理學(xué)中規(guī)定：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是或。4．E=F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的，適用于電場(chǎng)；僅適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。5．假如有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相，形成合電場(chǎng)。這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的。［范例精析］例1在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中的p點(diǎn)，放一點(diǎn)電荷，其電量為＋q。設(shè)p點(diǎn)距Q為r，+q受電場(chǎng)力為F，那么p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為〔〕A．F/QB．F/qC．kq/r2D．kQ/r2解析依電場(chǎng)強(qiáng)度定義式知：B正確；依點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式知：D正確．拓展E=F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于一切電場(chǎng)，其中q是試探電荷的電量；E=kQ/r2適用于真空中的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，其中Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量。要特別注意以上兩式的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)。請(qǐng)?jiān)倏匆活}：將帶電量q=10-8C的檢驗(yàn)電荷放入正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的P處時(shí)，它受到的電場(chǎng)力為4×10－5例2在X軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，一個(gè)帶正電Q1，一個(gè)帶負(fù)電Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小，那么在X軸上：A．E1=E2之點(diǎn)只要一處；該點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為0B．E1=E2之點(diǎn)共有兩處；一處合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2C．E1=E2之點(diǎn)共有三處；其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2D．E1=E2之點(diǎn)共有三處；其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為0，另兩處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2解析設(shè)兩電荷連線長(zhǎng)為L(zhǎng)，E1=E2的點(diǎn)離Q2的間隔為X，由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)E=知，當(dāng)點(diǎn)在Q1、Q2連線外側(cè)時(shí)，，解得X1=，此處兩電場(chǎng)反向合場(chǎng)強(qiáng)為零。當(dāng)點(diǎn)在連線之間時(shí)，，解得X2=(，θrmqQ圖1-3-1A此處兩電場(chǎng)同向E=2EθrmqQ圖1-3-1A拓展電場(chǎng)的疊加實(shí)質(zhì)上就是電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，故遵從平行四邊形法那么。同不斷線上的電場(chǎng)疊加問題可轉(zhuǎn)化為求代數(shù)和，即同向相加、反向相減。θmgF電圖1-3-2例3如圖θmgF電圖1-3-2解析分析小球的受力如圖1-3-2所示，由平衡條件得F電＝mgtanθ由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式得：小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/q=mgtanθ/q.由于小球帶正電，所以小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向程度向右。．N．M圖1-3-3O拓展這里，帶電金屬板的大小和形狀與兩帶電體之間的間隔相比不能忽略的，故不可以認(rèn)為帶電小球所在處的場(chǎng)強(qiáng)為E=kQ/r．N．M圖1-3-3OA．FB．F／２C．F／４D．以上結(jié)論都不對(duì)例4.如圖1-3-4所示，相距為2d的A和B兩點(diǎn)上固定著等量異種的兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為+Q和-Q.在AB連線的中垂線上取一點(diǎn)P，垂足為O，∠PAO=，求:(1)P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；(2)為何值時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)最大?圖1-3-4解析如圖1-3-5所示，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是正、負(fù)電荷在P圖1-3-4由得圖1-3-5，方向向右。圖1-3-5(2)由上式說明當(dāng)=0 方向向右拓展能不能歸納出在通過OP的直線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向？［才能訓(xùn)練］1.以下說法中，正確的選項(xiàng)是( )A.由公式知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的大小成正比，與電荷的電荷量成反比B.由公式知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，就是置于該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向C.在公式中，F(xiàn)是電荷q所受的電場(chǎng)力，E是電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)D.由F=qE可知，電荷q所受電場(chǎng)力的大小，與電荷的電荷量成正比，與電荷所在處的場(chǎng)強(qiáng)大小成正比2.以下關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式的幾種不同的理解，不正確的選項(xiàng)是( )A.在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比，與r2成反比B.當(dāng)r→0時(shí)，E→∞；當(dāng)r→∞時(shí)，E→0C.點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷QD.以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上各處的場(chǎng)強(qiáng)相等3.電場(chǎng)中a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為，那么這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由強(qiáng)到弱的順序是()A.a、b、c B.b、c、a C.c、a、b D.a、c、b4.在電場(chǎng)中某點(diǎn)放人電荷量為q的正電荷時(shí)，測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，假設(shè)在同一點(diǎn)放入電荷量q′=-2q的負(fù)電荷時(shí)，測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)為E′，那么有( )A.E′=E，方向與E相反 B.E′=2E，方向與E一樣C.，方向與E一樣 D.E′=E，方向與E一樣5.真空中兩個(gè)相距r的異種點(diǎn)電荷電荷量的數(shù)值均為q，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為()A.0 B. C. D.6.在真空中有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)中有一質(zhì)量m=0.01g，帶電荷量q=-2×10-8C的塵埃沿程度方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，g=10m／sA.場(chǎng)強(qiáng)的方向一定沿程度方向 B.場(chǎng)強(qiáng)的方向一定豎直向下C.場(chǎng)強(qiáng)的方向一定豎直向上 D.場(chǎng)強(qiáng)的大小一定為E=5×103N／C圖1-3-67.如圖1-3-6是表示在同一電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測(cè)得的檢驗(yàn)電荷的電荷量跟它所受電場(chǎng)力的函數(shù)關(guān)系圖象，那么以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是(圖1-3-6A.這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B.a、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>EcC.a、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ea>Ec>Eb>EdD.a、b、d三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一樣8.一個(gè)檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F，以及這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在圖1-3-7中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是( )圖圖1-3-7圖1-3-89.電荷量為q的點(diǎn)電荷，在與它間隔r的P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向如圖1-3-8所示今把一帶正電的金屬球放在該電荷附近某處，那么該點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)()圖1-3-8A.大小與方向都沒有變化 B.強(qiáng)度增大，方向偏向金屬球C.強(qiáng)度變小，方向偏向金屬球 D.由于金屬球的位置未確定，因此無法判斷圖1-3-910.如圖1-3-9所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Q、A、B、C在同不斷線上，且EA=100N／C，EC=36N／C，B位于AC的中點(diǎn),求B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小圖1-3-9圖圖1-3-10［素質(zhì)進(jìn)步］11.如圖1-3-10所示，半徑為R的絕緣圓環(huán)上帶有電荷量為Q的正電荷，Q在環(huán)上均勻分布，如今環(huán)的頂部切去寬為d的一小段，d遠(yuǎn)小于2πR，求圓環(huán)剩余局部的電荷在環(huán)心處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E。三、電場(chǎng)強(qiáng)度〔1〕1D2BCD3A4D5D6BD7CD8D9A10