内容正文:
3 电场 电场强度
[随堂巩固]
1.(点电荷的电场和电场强度的叠加)如图9-3-8所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移到P点,则O点的场强大小变为E2,E1与E2之比为
图9-3-8
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶ D.4∶
解析 设半圆弧的半径为r,M、N两点的点电荷的电荷量分别为Q和-Q,M、N两点的点电荷在O点所产生的场强均为E=k,则E1与E2之比为2∶1。
。当N点处的点电荷移到P点时,O点场强如图所示,合场强大小为E2=k=2k+k,则O点的合场强E1=k
答案 B
2.(电场线的特点及应用)下列各电场中,A、B两点电场强度相同的是
图9-3-9
解析 A图中,A、B两点场强大小相等,方向不同;B图中,A、B两点场强的方向相同,但大小不等;C图中是匀强电场,则A、B两点场强大小、方向均相同;D图中A、B两点场强大小、方向均不相同。故选C。[来源:Zxxk.Com]
答案 C
3.(电场强度的计算)真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,如图9-3-10所示。求:
图9-3-10
(1)q在M点受到的作用力;
(2)M点的场强;
(3)拿走q后M点的场强;
(4)M、N两点的场强哪点大。
解析 (1)根据库仑定律,得
FM=k N
=
=1.0×10-8 N。因为Q为正电,q为负电,库仑力是吸引力,所以力的方向沿MO指向Q。
(2)M点的场强EM= N/C=100 N/C,其方向沿OM连线背离Q,因为它的方向跟正电荷受电场力的方向相同。
=
(3)场强是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的电荷Q及场中位置决定的,与试探电荷q是否存在无关,故M点的场强仍为100 N/C,方向沿OM连线背离Q。
(4)由E∝知M点场强大。
答案 (1)1.0×10-8 N,方向沿MO指向Q
(2)100 N/C,方向沿OM连线背离Q
(3)100 N/C,方向沿OM连线背离Q
(4)M点场强大
[课下作业]
[合格训练]
1.(多选)(2019·北师大期中)电场中有一点P,下列说法正确的是
A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍,则P点的场强加倍
B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零
C.P点的场强越小,则同一电荷在P点受到的电场力越小
D.P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向
解析 若放在P点的电荷的电荷量加倍,则P处电荷受到的电场力会加倍,而此处的电场强度却不变,即使不放电荷,电场强度仍保持不变,故A、B错误;电场力由电场强度与电荷量决定,P点的场强越小,则同一电荷在P点受到的电场力一定越小,故C正确;P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力方向,故D错误。
答案 C
2.(多选)以下关于电场和电场线的说法正确的是
A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹
B.在电场中,凡是有电场线通过的点,场强不为零,不画电场线的区域内的点,场强为零
C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大
D.电场线是人们假想的,用以形象表示电场强度的大小和方向,客观上并不存在
解析 电场线是为了方便描述电场强度的大小及方向而引进的假想线,它一般不与电荷的运动轨迹重合,没画电场线的区域也有电场,场强不为零,A、B错误,D正确;在同一电场中、电场线密集的地方电场强度大,电荷受的电场力也较大,C项正确。
答案 CD
3.(2019·天水期中)如图9-3-11 a、b是电场中的两个点,Ea、Eb分别表示a、b两点的电场强度,可以确定
A.Ea=Eb
B.Ea<Eb
C.a、b两点电场强度的方向相同
D.a、b两点电场强度的方向相反
解析 电场线的疏密反映电场强度的大小,由图可知,a点电场线较b点密集,可知Ea>Eb,选项A、B错误;电场线的切线方向是电场强度的方向,则a、b两点电场强度的方向相同,选项C正确,D错误。
答案 C
图9-3-11 图9-3-12
4.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图9-3-12所示,要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q
A.应放在A点,Q=2q B.应放在B点,Q=-2q
C.应放在C点,Q=-q D.应放在D点,Q=-q
解析 根据平行四边形定则,求出+q和-q在O点产生