内容正文:
2021年高考一轮复习专题17 电场力的性质
考点梳理
一、电场强度
1.静电场
(1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.
(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.
2.电场强度
(1)物理意义:表示电场的强弱和方向.
(2)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.
(3)定义式:E=.
(4)标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则.
二、电场线
1.定义:
为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小.
2.特点:
(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;
(2)电场线在电场中不相交;
(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;
(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;
(5)沿电场线方向电势逐渐降低;
(6)电场线和等势面在相交处互相垂直.
3.几种典型电场的电场线(如图2所示).
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方法提炼 解答电场线与粒子运动轨迹问题的方法
1.由轨迹弯曲方向判断电场力的方向.
2.由电场线的疏密判断加速度的大小.
3.根据动能定理分析速度的大小.
[考点分析]
考点一 电场强度的叠加与计算
1.场强的公式
三个公式
2.电场的叠加
(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和.
(2)运算法则:平行四边形定则.
考点二 两个等量点电荷电场的分布特点
1.电场线的作用
(1)表示场强的方向
电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致.
(2)比较场强的大小
电场线的疏密程度反映了场强的大小,即电场的强弱.同一幅图中,电场线越密的地方场强越大,电场线越疏的地方场强越小.
(3)判断电势的高低
在静电场中,顺着电场线的方向电势越来越低.
2.等量点电荷的电场线比较
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O处的场强
最小,指向负电荷一方
为零
连线上的场强大小(从左到右)
沿连线先变小,再变大
沿连线先变小,再变大
沿中垂线由O点向外场强大小
O点最大,向外逐渐减小
O点最小,向外先变大后变小
关于O点对称的A与A′、B与B′的场强
等大同向
等大反向
深化拓展 一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合:
(1)电场线为直线;
(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行;
(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行.
[题型训练]
1.真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q是正电荷 B. 点电荷Q的位置坐标为0.30 m
C. B点的电场强度的大小为0.25 N/C D. A点的电场强度的方向沿x轴负方向
2.如图所示,在圆心为O、半径为R的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q的点电荷a、b、c,其中a、b带正电,c带负电,O点为圆心,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. a、b间的库仑力大小为
B. b、c间的库仑力大小为
C. a、b在O点产生的场强 ,方向O→c
D. a、b、c在O点产生的场强 ,方向O→c
3.如图,O、A、B三点位于同一直线上,且 。现在O点放置一点电荷,它在A点产生的电场强度大小为E,则它在B点产生的电场强度大小为( )
A. B. C. 2E D. 4E
4.下列各图中,能正确表示一对等量异种电