物理重點突破第2講 電場強度的理解和計算(包括矢量性、疊加)

1、第2講電場強度的理解和計算【方法指導】1. 電場強度的概念電場強度的定義式是E=F/q，它是表示電場的強弱和方向的物理量：（1）電場強度的唯一性：決定于電場本身，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關（2）電場強度的矢量性：電場強度的方向與在該點的正電荷所受靜電力的方向相同，是確定的，與負電荷的受力方向相反所以比較電場強度是否相同時，一定要考慮大小和方向兩個因素（3）某空間中有多個電荷時，該空間某點的電場強度等于所有電荷在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，即利用平行四邊形定則確定合場強的大小和方向。2兩個公式E=q與E=kQ的對比F電場強度是由電場本身決定的，E=F是利用比值定義的電

2、場強度的定義式，q是試探電荷，qE的大小與q無關.E=kQ是點電荷電場強度的決定式，Q為場源電荷的電荷量，E的大小與Q有關3. 電場強度的疊加（1）弄清場源電荷是正電荷還是負電荷。（2）弄清求哪一點的場強，各場源電荷在該點產(chǎn)生場強的大小和方向。（3）明確場強是矢量，矢量的合成滿足平行四邊形定則?！緦c題組】1. 有關電場強度的理解，下述說法正確的是（）FA. 由可知，電場強度E跟放入電場的電荷q所受的靜電力成正比qB. 當電場中存在試探電荷時，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質，才存在電場強度C. 由E=kQ可知，在離點電荷很近，r接近于零時，電場強度無窮大D. 電場強度是反映電場本身特性的物理

3、量，與是否存在試探電荷無關2. 下列各電場中，A、B兩點電場強度相同的是（）3如圖甲所示，在x軸上有一個點電荷Q（圖中未畫出），O、M、N為軸上三點放在M、N兩點的試探電荷受到的靜電力跟試探電荷所帶電荷量的關系如圖乙所示，則（）/710-3NI-4-3-2-1101234/10-6C乙AM點的電場強度大小為2x103N/CBN點的電場強度大小為2x103N/CC點電荷Q在M、N之間D點電荷Q在M、O之間4.如圖所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點，在這些點上各固定個點電荷，除A點處的電荷量為一q外,其余各點處的電荷量均為+q,則圓心0處（）A. 場強大小為管，方向沿OA方向

4、B. 場強大小為管，方向沿AO方向C. 場強大小為警，方向沿OA方向D. 場強大小為轡，方向沿AO方向5.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O點為半圓弧的圓心，/MOP=60°.電荷量相等、電性相反的兩個點電荷分別置于M、N兩點，這時O點電場強度的大小為E1；若將N點處的點電荷移至P點，則O點的場強大小變?yōu)镋2.E1與E2之比為（）MOA.1：2B.2：1C.2：畐D.4:百6真空中O點放一個點電荷Q=+1.0xl0-9C,直線MN通過O點，OM的距離r=30cm,M點放一個點電荷q=1.0x10-10C，如圖所示.求：(1) q在M點受到的作用力.(2) M點的場

5、強.(3) 拿走q后M點的場強.(4) M、N兩點的場強哪點大？【高考題組】7.(2013課標全國)如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)()8.(2012.海南)N(N>1)個電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，如圖所示.向右移去位于圓周上P點的一個小球，則圓心O點處的電場強度大小為，方向.(已知靜電力常量為k)Op答案精析【對點題組】1. 【答案

6、】DF【解析】E=F是電場強度的定義式，而非決定式，所以電場強度E跟放入的電荷q所受的q靜電力成正比的說法是錯誤的；電荷周圍存在電場這種特殊的物質，不管是否置入試探電荷；£=管適用于點電荷的電場，在離點電荷很近，當r接近于零時，電荷不能再當點電荷處理，表達式不再成立.2. 【答案】C【解析】A圖中，A、B兩點場強大小相等，方向不同，B圖中，A、B兩點場強的方向相同，但大小不等，C圖中是勻強電場，則A、B兩點場強大小、方向相同；D圖中A、B兩點場強大小、方向均不相同.故選C.3. 【答案】AC【解析】設M、N兩點的電場強度分別為Em、En，根據(jù)題圖乙可知，圖線的斜率即為電場強度，則Em

7、=2x103N/C；En=-500N/C,M、N兩點電場強度方向相反.由點電荷電場強度的特點知，點電荷Q應在M、N之間，故選項A、C正確.4. 【答案】C【解析】A處放一個一q的點電荷與在A處同時放一個+q和一2q的點電荷的效果相當.因此可以認為O處的場強是五個+q和一個一2q的點電荷產(chǎn)生的場強合成的，五個+q處于對稱位置上,在圓心O處產(chǎn)生的合場強為0,所以O點的場強相當于一2q在O處產(chǎn)生的場強.故選C.5. 【答案】BE【解析】本題考查電場強度的矢量合成。依題意，每個點電荷在O點產(chǎn)生的場強為號，則當N點處的點電荷移至P點時，O點場強如圖所示，合場強大小為£2=號，貝f=|，B正2E

8、2確.6.【答案】(1)大小為1.0X10-N方向沿MO指向Q大小為100N/C方向沿OM連線背離Q大小為100N/C方向沿OM連線背離Q(4) M點場強大【解析】(1)電場是一種物質，電荷q在電場中M點所受的作用力是電荷Q通過它的電場對Qq9.0x109x1.0x10-9x1.0x10-10q的作用力，根據(jù)庫侖定律，得FM=k倉=0王N=1.0x10-8N.因為Q為正電，q為負電，庫侖力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.F1.0x10-8(2) M點的場強EM=qM=10x10-10N/C=100N/C，其方向沿OM連線背離Q,因為它的方向跟正電荷受電場力的方向相同.(3) 在M點拿走試探電荷q,有的同學說M點的場強Em=0，這是錯誤的.其原因在于不懂得場強是反映電場的力的性質的物理量，它是由形成電場的電荷Q及場中位置決定的，與試探電荷q是否存在無關.故M點的場強仍為100N/C,方向沿OM連線背離Q.(4) 由E得M點場強大.【高考題組】7.【答案】B【解析】由b點的合場強為零可得圓盤在b點的場強與點電荷q在b點的場強大小相等、方向相反，所以圓盤在b點的場強大小為E=k-，再根據(jù)圓盤場強的對稱性和場強疊加即可得bR2q10q出d點的場強為Ed=Eb+k=k，故選項B正確。db(3R)29R28.【答案