张羽第九章电场9252.ppt

1.带电体的平衡 例1.真空中三个点电荷.可以自由移动,依次排列 在同一直线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量.电性 及相互距离均未知,但,则根据平衡条件就能断 定 .ABC分别带什么性质的电 .ABC中哪几个带同种电，哪几个带异种电 C.ABC中哪个带电量最大 D.ABC中哪个带电量最小 两大夹小，两同夹异，中间电荷靠近带电量的一侧 例2.已知如图,带电小球A.B的电荷分别为QA.QB,OA=OB, 都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A.B相距为d.为使平衡时 AB间距离减为d/2,可采用以下哪些方法 A.将小球A.B的质量都增加到原来的2倍 B.将小球B的质量增加到原来的8倍 C.将小球A.B的电荷量都减小到原来的一半 D.将小球A.B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量增加到原来的2倍 例3.两根等长的绝缘细绳一端固定在天花板上,另一端各固 定着A.B两个带电小球，静止时,由于斥力原因,两细绳与竖 直方向分别成450和300,试求mA:mB 2:电场强度 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷 量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。 适用于任何电场。 q:放入电荷.E与F.q无关.但可以量度E. 电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场 力方向相同。 点电荷场强公式: Q:产生该电场的电荷，叫场源电荷 点电荷电场场强方向特点:场强要么指向产场电荷,要么 背离产场电荷(在研究点和场源电荷的连线上). 注:两点场强方向延长线交点就是产场电荷的位置。 场强大小特点:离产场电荷越近,场强越大. 注:无场强相等的两点;在同一电场线上相等距离两点间 电势差不相等。 电势特点:离产场电荷越近,电势绝对值越大.离场源电荷 距离相等各点,电势相等. 例1.在负点电荷Q的电场中.有a.b.c三点,它们到点电荷的 距离为raQ2 C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且Q1Q2 4.电场线 (1)根据给定的一条电场线,分析推断电 势和场强的变化情况（沿电场线电势降低;场强与电势没有直接联系） 例1.如图所示,a.b.c是一条电场线上的三个点,电场线的方 向由a到c,a.b间距离等于b.c间距离.用 a. b. c和 Ea.Eb.Ec分别表示a.b.c三点的电势和电场强度.可以判定 A. B. = C.EaEbEc D.Ea=Eb=Ec 例2.如图所示.在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q 的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零.设ab所在的电 场线竖直向下,a.b间的高度差为h,则 A.带电粒子带负电 B.a.b两点间的电势差Uab=mgh/q C.b点场强大于a点场强 D.a点场强大于b点场强. ABC 例3:在某种电场中沿x 方向上,电势 与x方向的距离关系 如图,假想有一个电子在其中仅受电场力作用下移动，则 下列关于电场和电子能量说法正确的是（ ） A.X3到X4区域内沿x方向存在匀强电场 B.X6到X7区域内沿x方向存在匀强电场 C.若电子从电势为2V的X1位置向右到电势为2V的X7位置, 因为电子电势能不变,电场力不做功,则电子初动能大于零 即可满足要求 D.若电子从电势为2V的X1位置向右到电势为2V的X7位置, 为了通过X4处电势3V的位置,电子至少具有初动能1eV (2)根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹,分析推断 带电粒子的性质 例1.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线. 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a.b是 轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据 此图可作出正确判断的是 A.带电粒子所带电荷的符号； B.带电粒子在a.b两点的受力方向； C.带电粒子在a.b两点的速度何处较大； D.带电粒子在a.b两点的电势能何处较大 BCD 例2.平行实线代表电场线.方向未知,带电量为10-2C的正 电荷在电场中只受电场力作用由A点移到B点,动能损失 了0.1J,若A点电势为-10V,则. A.B点的电势为0 B.电场线方向向右 C.电荷的运动轨迹可能是图中曲线(1) D.电荷的运动轨迹可能是图中曲线(2) (3)根据给定电势的分布情况,求作电场线 在匀强电场中,沿任意一直线电势均匀变化 在匀强电场中,平行且等距的两线段端点电势差相等 电场线方向是电势降低最快的方向 例1.A.B.C.D是匀强电场中一正方形的四 个顶点.已知A.B.C三点的电势分别为 A= 15V, B=3V, C=3V,由此可得D点的电势 例2.在平行纸面的匀强电场中,有a、b、c三点,各点的电势 分别为 a=8V， b=-4V, c=2V,已知ab=10 cm，ac=5 cm，ac与ab之间的夹角为600，求所在匀强电场的场强大 小和方向 例3:已知ABC处于匀强电场中,将一个带电量 q=-210-6C的点电荷从A移到B的过程中,电场力做功W1=- 1.210-5J;再将该点电荷从B移到C,电场力做功 W2= 610-6J.已知A点的电势A=5V,则B.C两点的电势分 别为_V和_V.试在右图中画出通过A点的电场线。 (4)等势面、电场线、轨迹问题 例1:O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以初速度 V0射入点电荷O的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线 MN,a.b.c是以O为中心,Ra.Rb.RC为半径画出的三个圆， RaRb=RbRc,1.2.3.4为轨迹MN与三个圆的一些交点, 以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力的功的大小， |W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则 A.|W12|=2|W34| B.|W122|W34| C.p、O两电荷可能同号, 也可能异号 D.P的初速度方向的延长线与O 之间的距离可能为0 例2:带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完 成以下两种运动：在电场线上运动，在等势面上做 匀速圆周运动该电场可能由 ( ) A一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 A 5.电场力做功 匀强电场:W=qEd 代各量正负计算 电场力做功与运动路径无关(可任意假想运动路径) 单位:J或eV (1)公式: W电=qU 例1:一平行电容器的电容为C,两板间的距离为d,上板带正 电,电量为Q,下板带负电,电量也为Q,它们产生的电场在很 远处的电势为0,两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相 连,小球的电量都为q,杆长为L,且Ld,现将它们从很远处移 到电容器内两板之间,处于图示的静止状态(杆与板面垂直 ),在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少 ？ 虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线， 若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰沿图中的实线 运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的 是 ( ) Aa点的场强一定小于b点 B带电粒子一定带正电 C带电粒子的电势能增加 D带电粒子的动能减小 如图9311所示，两平 行金属板A、B长L8 cm，两板间距 离d8 cm，A板比B板电势高300 V 一带正电的粒子电荷量q1010 C， 图9311 质量m1020 kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场， 初速度v02106 m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN 、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形 成的电场区域，(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界 面的影响)已知两界面MN、PS相距为12 c