提分宝典03 电场 电场强度-2022-2023学年寒假高二物理（揭秘物理本质）

提分宝典03 电场 电场强度 一、划重点 1.电场线与带电粒子运动轨迹的关系 （1）带电粒子在电场中做曲线运动 如图所示，带电粒子自a向b运动，在粒子运动轨迹上某一点作切线，该切线表示该点速度的方向，如图中虚线所示，根据轨迹弯曲的方向，判断现带电料子的受力方向应该指向曲线内侧，如图中F，再根据带电粒子的电性，判断电场强度的方向。 （2）带电粒子在电场中的直线运动 在只受电场力作用时，带电粒子在电场中做直线运动，则电场强度的方向必定与粒子运动的方向在一条直线上，运动方向与受力方向相同则粒子做加速运动，相反则粒子做减速运动。 2.常见电场线分布 （1）等量异种点电荷形成的电场线分布及特点 特点：两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点O场强最小，但不为零，越靠近点电荷场强越强 两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直 沿中垂面(线)从O点到无穷远，场强逐渐减弱 （2）等量同种点电荷形成的电场线分布及特点 特点：两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零 两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向总沿中垂面(线)远离O(等量正点电荷)或指向O(等量负点电荷) 在中垂面(线)上从O点到无穷远处，场强先变强后变弱 （3）匀强电场 特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线 带等量异种电荷的平行板间的电场除边缘部分外，电场线是间隔相等的平行直线，说明场强的大小、方向都相同，为匀强电场。注意两板边缘的电场并非匀强电场。 二、求真相 1.物质存在的两种形式 （1）实物：由分子或原子组成，两个实物不能同时占据同一空间； （2）场：看不见，摸不着，不以人的感官意志为转移的客观存在，在同一个空间内相互叠加，但实物和场都具有物质的通性，如能量、动量。 2.电场强度的其它求解方法 （1）微元法 将带电体分成许多电荷元，每个电荷元可看成点电荷，先根据库仑定律求出每个电荷元的场强；再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。 求解均匀带电圆环、带电平面、带电直杆等在某点产生的场强问题，可应用微元法。 例：如图所示，水平面上有一均匀带电圆环，带电量为＋Q，其圆心为O点。有一带电量为＋q、质量为m的小球恰能静止在O点上方的P点，O、P间距为L。P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角都为θ，重力加速度为g，以下说法错误的是(　　) A．P点场强方向竖直向上 B．P点场强大小为 C．P点场强大小为k D．P点场强大小为k （2）补偿法 将有缺口的带电圆环(或半球面、有空腔的球等)补全为圆环(或球面、球体等)分析，再减去补偿的部分产生的影响。 例：已知均匀带电球体在球的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。如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V＝πr3，则A点处场强的大小为(　　) A． B． C． D． （3）对称法 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化。 例：如图，在点电荷－q的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心，点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为(　　) A．，水平向右 B．，水平向左 C．＋，水平向右 D．，水平向右 （4）等效法 在保证效果相同的条件下，将复杂的电场情境变换为简单的或熟悉的电场情境。 例：如图所示，在真空中某竖直平面内固定一足够大的接地金属板MN，在MN右侧与其相距2d处的P点放置一电荷量为Q的正点电荷，如果从P点作MN的垂线，则O为垂足，A为O、P连线的中点，B为OP延长线上的一点，PB＝d。静电力常量为k，关于各点的电场强度，下列说法正确的是(　　) A．O点场强大小为k B．A点场强大小为k C．B点场强大小为k D．A、B两点场强大小相等，方向相反 三、实践应用 1．下列叙述正确的是（　　） A．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷就会由于相互中和而消失 B．一个物体带的负电荷，这是它失去了个电子的缘故 C．元电荷表示是跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 D．电场中某点场强越大，则负电荷在该点所受电场力越小 2．下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘，则坐标原点O处电场强度最小的是（　　） A． B． C． D． 3．万有引力定律与库仑定律有相