8電場強度(三)

1、電場強度3【回夢仙境】一一-復習鞏固1.電場線是帶電粒子的運動軌跡嗎？什么情況下電場線才是帶電粒子的運動軌跡?(1)電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡的比較電場線運動軌跡(1)電場中并不存在，是為研究電場方便而人為引入的.曲線上各點的切線方向即為該點的場強方向，問時也是正電荷在該點的受力方向，即正電荷在該點廣生加速度的方向(1) 粒子在電場中的運動軌跡是客觀存在的.(2) 軌跡上每一點的切線方向即為粒子在該點的速度方向，但加速度的方向與速度的方向不一定相同(2) 電場線與帶電粒子運動軌跡重合的條件 電場線是直線. 帶電粒子只受靜電力作用，或受其他力，但方向沿電場線所在直線. 帶電粒子初速度為零

2、或初速度方向沿電場線所在的直線.2. 電場強度的兩個計算公式E=§與E=kQ2有什么不同？如何理解E=kQ2?(1)關(guān)于電場強度的兩個計算公式的對比區(qū)別公式公式分析物理含義引入過程適用范圍FE=-qq是試探電荷，本式是測量或計算場強的一種方法是電場強度大小的定義式由比值法引入，E與F、q無關(guān)，反映某點電場的性質(zhì)適用r-切電場QE=kr2Q是場源電荷，它與r都是電場的決定因素是真空中點電荷場強的決定式由E=F和庫侖定q律導出真空中的點電荷特別提醒明確區(qū)分“場源電荷”和“試探電荷”. 電場由場源電荷產(chǎn)生，某點的電場強度E由場源電荷及該點到場源電荷的距離決定. E=F不能理解成e與F成正比

3、，與q成反比.E=k%只適用于真空中的點電荷.qr(2)對公式E=牌的理解r“0時，E“8是錯誤的，因為已失去了"點電荷”這一前提.在以Q為中心，以r為半徑的球面上，各點的場強大小相等，但方向不同，在點電荷Q的電場中不存在場強相等的兩點.要'成一電場強度的理解1. 電場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用，描述這一性質(zhì)的物理量就是電場強度.電場強度是采用比值定義法定義的.即E=q,q為放入電場中某點的試探電荷的電荷量，F(xiàn)為電場對試探電荷的靜電力.用比值法定義物理量是物理學中常用的方法，如速度、加速度、角速度、功率等.這樣在定義一個新物理量的同時，也確定了這個新物理量與原

4、有物理量之間的關(guān)系.電場強度的定義式給出了一種測量電場中某點的電場強度的方法，但電場中某點的電場強度與試探電荷無關(guān)，比值F是一定的.q要點二點電荷、等量同種（異種）電荷電場線的分布情況和特殊位置場強的對比點電荷形成的電場中電場線的分布特點（如圖13-3所示）（1）離點電荷越近，電場線越密集，場強越強.（2）若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向各不相同.等量異種點電荷形成的電場中電場線的分布特點（如圖13-4所示）（1）兩點電荷連線上各點，電場線方向從正電荷指向負電荷.（2）兩點電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場線方向均相同，（線）上到O點等距離處各

5、點的場強相等（O為兩點電荷連線中點在中垂面（線）上的電荷受到的靜電力的方向總與中垂面（線）垂直.在中垂面即場強方向均相同，且總與中垂面）.（線）垂直，因此，在中垂面（線）上移動電荷時靜電力不做圖13-4等量同種點電荷形成的電場中電場線的分布特點（如圖13-5所示）圖13-5（1）兩點電荷連線中點O處場強為零，此處無電場線.（2）中點。附近的電場線非常稀疏，但場強并不為零.（3）兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向總沿面（線）遠離0（等量正電荷）.（4）在中垂面（線）上從0點到無窮遠，電場線先變密后變疏，即場強先變強后變?nèi)?勻強電場中電場線分布特點（如圖13-6所示）圖13-6電場線是平行、

6、等間距的直線，電場方向與電場線平行.1. 等量異種電荷和等量同種電荷連線上以及中垂線上電場強度各有怎樣的規(guī)律？（1）等量異種點電荷連線上以中點。場強最小，中垂線上以中點。的場強為最大；等量同種點電荷連線上以中點電場強度最小，等于零.因無限遠處場強E“=0,則沿中垂線從中點到無限遠處，電場強度先增大后減小，之間某位置場強必有最大值.（2）等量異種點電荷連線和中垂線上關(guān)于中點對稱處的場強相同；等量同種點電荷連線和中垂線上關(guān)于中點對稱處的場強大小相等、方向相反例題精析1.如圖所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線（方向未標出）.圖中C點為兩點電荷連線的中點,MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線

7、上的一點，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱.則下列說法中正確的是（A.這兩點電荷一定是等量異種電荷B.這兩點電荷一定是等量同種電荷C.D、C兩點的電場強度一定相等D.C點的電場強度比D點的電場強度小4A正確；D、C兩點電場線的密度不解析：由電場線分布的特征可知，產(chǎn)生電場的電荷一定是等量異種電荷,同，D、C兩點的電場強度不同，C不正確；C點電場線的密度大，電場強度大，D不正確.答案：AA. 如圖2所示，AB是某個點電荷電場的一根電場線，在電場線上O點由靜止釋放一個負電荷，它僅在電場力作用下沿電場線向B運動，下列判斷正確的是（）電場線由B指向A,負電荷做加速運動，加速度越來越小電場線由B指向A,負電荷

8、做加速運動，其加速度大小變化因題設條件不同不能確定電場線由A指向B,負電荷做勻加速運動電場線由B指向A,負電荷做加速運動，加速度越來越大解析：負電荷由靜止釋放僅在電場力作用下向B運動，說明電場力方向由A指向B,故場強方向應由B指向A,由于形成電場的點電荷情況不詳，電場的分布不能由一根電場線確定，其加速度大小變化不能確定，所以A、C、D錯誤，B項正確.答案：B下列說法正確的是（）由v=矛知：物體的運動是先有位移后有速度由F=GFm知：在國際單位制中，只要公式中各物理量的數(shù)值選取恰當，可使常數(shù)G的值為1由E='可知：電場強度與檢驗電荷受到的電場力成正比，與檢驗電荷的電荷量成反比qi由E=2

9、mv2可知：物體的動能與物體質(zhì)重與您動速度一次方的乘積成正比解析：物體的位移對應一段過程或一段時間，而物體的速度可對應某一位置或某一時刻，故A錯誤；在國際單位制中G的取值是一固定的常數(shù)，與m、r的取值無關(guān)，B錯誤；電場強度是由電場本身決定的，與F、q無1c.、關(guān)，C錯誤；由E=2mv2可知，D說法正確.答案：D2. 兩個分別帶有電荷量一Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的r大小為F.兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?,則兩球間庫侖力的大小為（）：1FB.3FC.4FD.12F21243解析：兩帶電金屬球接觸后，它們的電荷量先中和后均分，由庫侖定律得:

10、答案：C得F'=4F,C項正確.35.如圖所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q（|Q|?|q|）由a運動到b,電場力做正功.已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb,則下列判斷正確的是（）A. 若Q為正電荷，則若Q為正電荷，則若Q為負電荷，則若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>Fbq帶正電，F(xiàn)a<Fbq帶正電，F(xiàn)a>Fbq帶正電，F(xiàn)a<Fb解析：由于粒子由a運動到b電場力做正功，可知電場力指向外側(cè)，Q、q為同種電荷；電場線密集的地方電場強度大，由F=Eq知Fa大，A正確.答案：A2. 如圖4所示，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，

11、圓心為O,將等電荷量的正、負點電荷放在圓周上，它們的位置關(guān)于AC對稱.要使圓心。處的電場強度為零，可在圓周上再放置一個適當電荷量的正點電荷+Q,則該點電荷+Q應放在（）A.A點B.B點C.C點D.D點解析：由電場的疊加原理可知+q、q在O點的合場強方向應沿OD方向，要使。點的合場強為零，放上的點電荷+Q在。點的場強方向應與+q、-q在O點的合場強方向相反，所以應放在D點。答案：D7.把一帶正電小球a放在光滑絕緣斜面上，欲使小球a能靜止在如圖5所示的位置，需在MN間放一帶電小球b,則A.b球帶正電，放在A點C.b球帶負電，放在C點B.b球帶負電，放在A點D.b球帶正電，放在C點解析：小球a能靜止

12、在斜面上，即小球a受到的合力為零，若b球帶正電放在A點，當球a所受電場力大小等于球a的重力時，小球a受到的合力為零，可以靜止，A正確；若b球帶負電放在A點，小球a所受電場力向下，小球a受到的合力不能為零，不能靜止，B錯誤；若b球帶負電放在C點，小球a受到三個力的作用，合力可以等于零，可以靜止，C正確；若b球帶正電放在C點，由力的合成可知，小球a所受合力不能為零，故不能靜止答案：ACA、B是一條電場線上的兩個點，一帶負電的粒子僅在電場力作用下以一定的初速度從A點沿電場線運動到B點，其速度v和時間t的關(guān)系圖象如左圖所示.則此電場的電場線分布可能是右圖中的（）第4頁（共7頁）解析：由v-t圖象可知，

13、粒子的速度隨時間逐漸減小，粒子的加速度逐漸變大，則電場強度逐漸變大，從A到B電場線逐漸變密.綜合分析知，帶負電的粒子沿電場線方向運動，由電場線疏處到達密處答案：A兩個點電荷的質(zhì)量分別為mi、m2,帶異種電荷，電荷量分別為Qi、Q2,相距為d,在庫侖力的作用下（不計萬有引力）各自繞他們連線上的某一固定點，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，已知mi的動能為Ek,貝Um2的動能為（）kQiQ2AT"EkkQiQ2lB.飛廠EkkmiQiQ2_c-EkkmiQiQ2_Dim-Ekik=mivi，故可礙m2的動能為Ek2.,2解析:i=2m2v2兩電荷靜電引力提供向心力f或寸=m2吉而"

14、廠d,e答案：B2kQiQ2=EkB正確.2d，i0.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量正電荷的點電荷M、N分別固定在A、B兩點，O為AB連線的中點，CD為AB的垂直平分線.在CD之間的F點由靜止釋放一個帶負電荷的小球P（設不改變原來的電場分布），在以后的一段時間內(nèi)，P在CD連線上做往復運動，則下列說法正確的是（）若小球P所帶電荷量緩慢減小，則它往復運動過程中每次經(jīng)過O點時的速率不斷減小p毒若小球P所帶電荷量緩慢減小，則它往復運動過程中的振幅不斷減小落，*同；°若點電荷M、N所帶電荷量同時等量地緩慢增大，則小球P往復運動過程中周期不斷減小若點電荷M、N所帶電荷量同時等量地緩慢增

15、大，則小球P往復運動過程中振幅不斷減小解析：帶負電的小球P受到點電荷M、N的庫侖力的合力總是指向O點，當小球P所帶電荷量緩慢減小時，小球P的加速度減小，則它往復運動過程中每次經(jīng)過O點時的速率不斷減小，振幅不斷增大；當點電荷M、N所帶電荷量同時等量地緩慢增大時，小球P的加速度增大，則小球P往復運動過程中周期不斷減小，振幅也不斷減小。答案：ACDii.用一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，如圖9所示，絲線與豎直方向成37°角.現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳碌笮〔蛔儯豢紤]因電場的改變而帶來的其他影響（重力加速度為g）,求：（i）勻強電場的電場

16、強度的大小；（2）小球經(jīng)過最低點時絲線的拉力.3mg4q.顯然小球帶正電，由平衡條件得：mgtan37=Qe(2)當電場方向變成向下后，小球開始擺動做圓周運動，重力、電場力對小球做正功.由動能定理得：12mv2=(mg+qE)l(1cos37)°由圓周運動知識，在最低點時，F(xiàn)向=Ft(mg+qE)=m；由解得Ft=罷mg.答案：(1)3?g(2)罷mg,1j/IcC,O.II/1、/ac、/C【梯云縱】一一-題海泛舟1.如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細桿上，桿的傾角為a,小球A帶正電，電荷量為q.在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷.將A由距B豎直高度為H處無初速釋放，小球A下

17、滑過程中電荷量不變.不計A與細桿間的摩擦，整個裝置處在真空中.已知靜電力常量k和重力加速度g.求：(1)A球剛釋放時的加速度是多大?當A球的動能最大時，A球與B點的距離.電場正方向，帶電體周圍產(chǎn)生電場，這時Q的小物體，已知沿2.如圖6所示,x軸正方向為在平面上取坐標軸x、y,在y軸上的點y=a、與y=a處各放帶等量正電荷在如圖所示的勻強電場中，有一輕質(zhì)棒AB,A點固定在一個可以轉(zhuǎn)動的軸上，B端固定有一個大小可忽略、質(zhì)量為m,帶電荷量為Q的小球，當棒靜止后與豎直方向的夾角為0,求勻強電場的場強.如圖所示，質(zhì)量為M的塑料箱內(nèi)有一根與底部連接的輕彈簧，彈簧上端系一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球.突然

18、加上勻強電場，小球向上運動，當彈簧正好恢復原長時，小球速度最大，試分析塑料箱對桌面壓力為零時，小球的加速度.3. 如圖所示，正電荷Q放在一勻強電場中，在以Q為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c三點，將檢驗電荷q放在a點，它受到的靜電力正好為零，貝U勻強電場的大小和方向如何？b、c兩點的場強大小和方向如何？秘笈:1.解析：由牛頓第二定律可知mgsina-F=ma,受到合力為零、加速度為零時，動能最大.設此時答案：(1)gsina-2kQqsin濟mH2(2)kQq_ymgsinaQqkQasin2a根據(jù)庫侖te律F=k2,r=H/sina,得a=gsina772.當A球rmHA球與B點間的距離為d,貝Umgsina=，食軍得d=kQqmgsin&2.答案D解析兩個正電荷Q在x軸產(chǎn)生的場強如下圖所示，根據(jù)場強的疊加，合場強的方向也如圖所示,在x軸正半軸，場強方向與正方向相同，在x軸負半軸，場強方向與正方向相反，而兩個正電荷在。點及無窮遠處的合場強為零，在x軸正、負半軸的場強先增大后減小，故D正確.3.答案mgtan0Q由平衡條件:4.答案解析小球受重力mg、棒拉力Ft,還應受到水平向右的靜電力-一/口-mgtan0FTsin0F=0,Ftcos0=mg所以F=mgtan0又由