内容正文:
电场强度
知识点一 对电场强度的理解
1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的,与试探电荷无关。
2.公式E=可变形为F=qE,正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。
1.下列关于电场和电场强度的说法中正确的是( )
A.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
B.电场是人为设想出来的,其实并不存在
C.电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度越大
D.不同电荷在电场中同一点所受电场力不同,说明场强随试探电荷的改变而改变
知识点二 点电荷的电场、电场强度的叠加
1.点电荷场强公式:E=k。
2.E=与E=k的比较
E=
E=k
本质区别
定义式
决定式
适用范围
一切电场
真空中点电荷的电场
Q与q的意义
q为检验电荷的电荷量
Q为场源电荷的电荷量
关系理解
E的大小与F、q的大小无关
E的大小与Q成正比
3.电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则);对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算。
2.(多选)如图所示,在x轴坐标为+1的点上固定一个电荷量为4Q的正点电荷,坐标原点O处固定一个电荷量为Q的负点电荷,那么在x坐标轴上,电场强度方向沿x轴负方向的点所在区域应是( )
A.(0,1) B.(-1,0)
C.(-∞,-1) D.(1,+∞)
知识点三 电场线的理解和应用
1.比较电场强度大小:电场强度大的地方电场线密,电场强度小的地方电场线疏,故根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小。
2.确定电场强度方向:电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
3.(多选)关于电场和电场线下列说法正确的是( )
A.电场是为了便于研究物体的运动而引入的理想模型
B.电场线上某处的切线方向就是该处电场强度的方向
C.电场线越密集的地方电场强度越大
D.电场线就是带正电的试探电荷的运动轨迹
如图所示,QA=3×10-8 C,QB=-3×10-8 C,A、B两球相距5 cm,在水平方向外电场作用下,A、B保持静止,悬线竖直,求A、B连线中点场强。(两带电小球可看作质点)
[错解] 以A为研究对象,B对A的库仑力和外电场对A的电场力相等,所
以E外QA=k,E外=k=9×109×
N/C=-1.8×105 N/C
AB中点总场强E总=E+EA+EB=E外=1.8×105 N/C,方向向左。
[错解原因] 在中学阶段一般不将QB的电性符号代入公式中计算。在求合场强时,应该对每一个场做方向分析,然后用矢量叠加来判定合场强方向,而错解认为EA=k,EB=k,且QA=-QB,所以EA+EB=0,从而得出E总=E。
[分析解答] 以A为研究对象,B对A的库仑力和外电场对A的电场力平衡,有
E外QA=k,
解得E外=k= N/C=1.8×105 N/C
E外方向与A受到的B的库仑力方向相反,方向向左。在AB的连线中点处EA、EB的方向均向右,设向右为正方向。则有
E总=EA+EB-E外
=+-,
解得E总==7×1.8×105 N/C=7.56×105 N/C,方向向左。
1.如图所示,直角三角形ABC中∠A=37°,∠C=90°。两负点电荷固定在A、B两点,一试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小之比为( )
A.3∶5 B.5∶3
C.4∶3 D.3∶4
2.(2021·湖南卷)
如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A.(0,2a),q B.(0,2a),2q
C.(2a,0),q D.(2a,0),2q
3.(2023·遵义高二期末)如图所示,直角三角形ABC的∠B为直角,∠A=∠C=45°。分别在A、B两点固定两个点电荷,它们的电荷量分别为+Q1和-Q2,已知C点的电场强度垂直于BC向下,则A、B两点的点电荷的电荷量Q1和Q2的比值为( )
A.∶1 B.4∶1
C.2∶1 D.∶4
4.(2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为( )
A.正电荷,q=
B.正电荷,q=
C.负电荷,q=
D.负电荷,q=
5.如图所示,一质量为