高三第一轮复习——电场强度和电场力21 (5).ppt

电场强度电场力 当带电体在电场中移动时 电场力将对带电体做功 这表示电场具有能量 1 定义 电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质 电场发生的 电荷的周围都存在电场 2 基本性质 电场具有力和能的特征 引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用 且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样 电场能使引入其中的导体产生静电感应现象 一 电场 3 电场中某一点处的电场强度e是唯一的 它的大小和方向与放入该点电荷q无关 它决定于电场的源电荷及空间位置 电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关 二 电场强度 e 1 定义 电场中某一点的电荷受到的电场力f跟它的电荷量q的比值 叫做该点的电场强度 简称场强 用e表示 公式 e f q 适用于所有电场 单位 n c 2 方向性 物理学中规定 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 大小 e kq r2 只适用于真空中点电荷的电场 场强大小跟场源电荷q成正比 跟与场源距离r的平方成反比 可以证明 在一个半径为r的均匀球体 或球壳 外部产生的电场 与一个位于球心的 电荷量相等的点电荷产生的电场相同 即 球外各点的电场强度为e kq r2 方向 如果是正电荷 e的方向就是沿着qp的连线并背离q 如果是负电荷 e的方向就是沿着pq的连线并指向q 1 点电荷周围的电场 2 电场强度的叠加原理 某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和 三 点电荷周围的电场 电场强度的叠加 任意两条电场线不会在无电荷处相交 包括相切 各种点电荷电场线的分布情况 1 定义 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线 曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向 2 基本性质 电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向 电场线的疏密反映电场强度的大小 疏弱密强 静电场中电场线始于正电荷或无穷远 止于负电荷或无穷远 它不封闭 也不在无电荷处中断 四 电场线 2 匀强电场的电场线 是一组疏密程度相同 等间距 的平行直线 例如 两等大 正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中 除边缘附近外 就是匀强电场 常见电场的电场线 1 定义 电场中各点场强的大小相等 方向相同的电场就叫匀强电场 五 匀强电场 常见的几种电场线的分布情况 例1上海市黄浦区08年1月期终测评卷12 12 下面是对点电荷的电场强度公式e kq r2的几种不同理解 正确的是 a 当r 0时 e b 当r 时 e 0c 某点的场强大小与距离r成反比d 以点电荷q为中心 r为半径的球面上各处的场强相同 b 例2盐城市07 08学年度第一次调研考试4 4 在电场中存在a b c d四点 ab连线和cd连线垂直 在ab连线和cd连线上各点的电场强度方向相同 下列说法正确的是 a 此电场一定是匀强电场b 此电场可能是一个点电荷形成的c 此电场可能是两个同种电荷形成的d 此电场可能是两个异种电荷形成的 d 例308年苏北四市第三次调研试题2 2 一质量为m 带电量为q的小球用细线系住 线的一端固定在o点 若在空间加上匀强电场 平衡时线与竖直方向成60 角 则电场强度的最小值为 a b c d 解 由力的分解可知当电场力垂直于细线时电场力最小 b 例4如图所示 在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球a和b 它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动 且始终保持相对静止 设小球a的电量为qa b小球的电量为qb 则下列判断正确的是 a 小球a带正电 小球b带负电 且qa qbb 小球a带正电 小球b带负电 且qa qbc 小球a带负电 小球b带正电 且qa qbd 小球a带负电 小球b带正电 且qa qb 解 小球a带正电 小球b带负电 b球受到的电场力qbe和库仑力均向左 不可能向右做匀加速运动 若小球a带负电 小球b带正电 qbe f mba f qae maa qb qa e mb ma a a 0 qa qb d 例507 08学年度唐山市重点中学模拟试卷三2 2 空气中的负离子对人的健康极为有益 人工产生负氧离子的方法最常风的是电晕放电法 如图所示 一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电 电压达5000v左右 使空气发生电离 从而产生负氧离子 o3 排出 使空气清新化 针状负极与环形正极间距为5mm 且视为匀强电场 电场强度为e 电场对负氧离子的作用力为f 则 a e 103n c f 1 6 10 16nb e 106n c f 1 6 10 16nc e 103n c f 1 6 10 13nd e 106n c f 1 6 10 13n 解 由 由f eq 106 1 6 10 19 1 6 10 13n d 例608届扬州市期中模拟试卷4 4 如图示 悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球a 在两次实验中 均缓慢移动另一带同种电荷的小球b 当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上 a处于受力平衡时 悬线偏离竖直方向的角度为 若两次实验中b的电量分别为q1和q2 分别为30 和45 则q2 q1为 c 解见下页 解 设线长为l a球带电量为q a球受力平衡 例72008年北京东城区第一次模拟试题19 a b c d 19 如图所示 在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心o处放一点电荷 现将质量为m 电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点a静止释放 小球沿细管滑到最低点b时 对管壁恰好无压力 若小球所带电量很小 不影响o点处的点电荷的电场 则置于圆心处的点电荷在b点处的电场强度的大小为 c 解见下页 解 a b 电场力不做功 由机械能守恒定律 在b点 对管壁恰好无压力 由圆周运动规律 例8如图示 竖直墙面与水平地面均光滑绝缘 两个带有同种电荷的小球a b分别处于竖直墙面和水平地面 且共处于同一竖直平面内 若用图示方向的水平推力f作用于小球b 则两球静止于图示位置 如果将小球b稍向左推过一些 两球重新平衡时的受力情况与原来相比 a 推力f将增大b 墙面对小球a的弹力减小c 地面对小球b的弹力减小d 两小球之间的距离增大 bd 解见下页 解 画出a b受力图如图示 对a球 由以上两式得 小球b稍向左推过一些 增大 d增大 na减小 对a b系统有 na fnb mag mbgnb不变 f减小 正确选项为b d 例9上海市南汇区08年第二次模拟考试13 13 ab是长为l的均匀带电绝缘细杆 p1 p2是位于ab所在直线上的两点 位置如图所示 ab上电荷产生的静电场在p1处的场强大小为e1 在p2处的场强大小为e2 则 a 两处的电场方向相反 e1 e2b 两处的电场方向相反 e1 e2c 若将绝缘细杆的右边l 2截掉并移走 左边l 2电量 位置不变 则p2处的场强大小为e2 e1d 若将绝缘细杆的右边l 2截掉并移走 左边l 2电量 位置不变 则根据题中所给的条件无法求出p2处的场强大小 bc 解见下页 解 由于ap1和p1c段电荷在p1处产生的静电场抵消 静电场在p1处的场强大小e1等于cb段电荷产生的 静电场在p2处的场强大小e2是整个ab上电荷产生的 所以两处的电场方向相反 e1 e2 a错b正确 ab上电荷