基礎必備
一、電場
法拉第認為在電荷的周圍存在着由它産生的 ,處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場給予的.近代物理學認為電場以及磁場是一種客觀存在,并且是互相聯系的,統稱為 ,場與 是物質存在的兩種不同形式.
二、電場強度
試探電荷在電場中某個位置 與它的 的比值叫電場強度,用公式E=表示;單位是牛每庫,符号為N/C;電場強度是矢量,方向與 的受力方向相同.
三、點電荷的電場 電場強度的疊加
1.真空中點電荷在周圍形成的電場的場強公式為:E=k,其中k是靜電力常量,Q是場源電荷的電荷量.
2.如果場源是多個點電荷,電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點産生的電場強度的矢量和.
考點分析
題型一: 電場疊加計算、分析
識别标志:合場強
心法口訣:電場疊加矢量法,是否共線先判斷。共線同加異減,對稱等效特殊法。
不共線矢量法,分解合成坐标系。
分析和應用:
電場強度本身也是矢量,所以電場強度的疊加還是矢量法則。分成兩大類,共線或不共線!不共線的還有非點電荷特殊類,需要用對稱和等效方法處理。不共線的重點掌握,等量異種電荷和等量同種電荷,兩大類的特點,屬于必考點,其中等量異種中垂線為(零)等勢線!
做題套路:電場疊加計算、分析!
研究問題 |
非點電荷? |
對稱點? |
等效性? |
平衡關系 |
不确定的 |
矢量合成 |
共線 | ||||||
不共線 |
例題精講:
1、如圖所示,、 為兩個固定的等量同種正電荷,在其連線的中垂線上的 點放一個靜止的負電荷(重力不計),下列說法中正确的是
A.從 到 ,一定加速度越來越小,速度越來越大
B.從 到 ,可能加速度先變大,再變小,速度越來越大
C.越過 點後,加速度一直變大,速度一直變小
D.越過 點後,加速度一直變小,速度一直變小
2、如圖所示,分别在 、 兩點放置點電荷 和 。在 的垂直平分線上有一點 ,且 。試求:
(1) 點的電場強度;
(2) 如果将一個電子放置在 點,它所受的庫侖力的大小和方向如何?
3、如圖所示均勻帶正電半球體球心處于坐标原點處,電量為。兩點關于球心對稱,距離球心距離均為,已知在點處的場強為,則點處的場強為(為靜電力常量)
A.
B.
C. D.
4、如圖,一半徑為的圓盤上均勻分布着電荷量為的電荷,在垂直于圓盤且過圓心的軸線上有、、三個點,和、和、和間的距離均為,在點處有一電荷量為()的固定點電荷。已知點處的場強為零,則點處場強的大小為(為靜電力常量)
A. B.
C. D.
5、左右放置的兩點電荷 ,,帶電荷量分别是 ,,相距 ,在電荷 的左側 處的電場強度正好為零,那麼
A., 必是同種電荷,且
B., 必是同種電荷,且
C., 必是異種電荷,且
D., 必是異種電荷,且
練習:1.圖中 、 是兩個點電荷,它們的電荷量分别為 、, 是 連線的中垂線, 是中垂線上的一點。下列哪種情況能使 點電場強度的方向指向 的左側
A.、 都是正電荷,且
B. 是正電荷, 是負電荷,且
C. 是負電荷, 是正電荷,且
D.、 是負電荷,且
2. 如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球,和分别位于邊長為的正三角形的三個頂點上;、帶正電,電荷量均為,帶負電.整個系統置于方向水平的勻強電場中.已知靜電力常量為.若三個小球均處于靜止狀态,則勻強電場場強的大小為
A. B. C. D.
3.如圖所示,半徑為 的硬橡膠圓環,其上帶有均勻分布的負電荷,單位長度的電荷量為 ,其圓心 處的合場強為零.現截去圓環頂部一小段 ,(),則關于剩餘部分電荷在圓心 處産生的場強,下列說法中正确的是 .(提示: 可作點電荷處理)
A. 處場強方向豎直向下
B. 處場強方向豎直向上
C. 處場強的大小為
D. 處場強的大小為
4. 和 為圓上兩條相互垂直的直徑,圓心為 。将電量分别為 和 的兩點電荷放在圓周上,其位置關于 對稱且距離等于圓的半徑,如圖所示。要使圓心處的電場強度為零,可在圓周上再放一個适當的點電荷 ,則該點電荷
A.應放在 點, B.應放在 點,
C.應放在 點, D.應放在 點,
5. 如圖,位于一條直線上的三個點電荷 ,,,其間隔為 , 和 都帶正電荷,電荷量為 ,在 的垂直平分線上距 亦為 的 點,其強場恰為零,試确定點電荷 的電性和所帶電荷量.
6.如圖所示,在軸坐标為的點上固定一個電荷量為的正點電荷,坐标原點處固定一個電荷量為的負點電荷,那麼在坐标軸上,電場強度方向沿軸負方向的點所在區域應是
A.(,) B.(,)
C.(,) D.(,)
7.在一半徑為的圓周上均勻分布有個絕緣帶電小球可視為質點無間隙排列,其中點的小球帶電荷量為,其餘小球帶電荷量為,此時圓心點的電場強度大小為。若僅撤去點的小球,則點電場強度
A.大小變為 B.大小變為
C.方向由指向 D.方向由指向
8.如圖所示,電量為 和 的點電荷分别位于正方體的頂點,正方體範圍内電場強度為零的點有
A.體中心、各面中心和各邊中點 B.體中心和各邊中點
C.各面中心和各邊中點 D.體中心和各面中心
9.如圖所示,兩個帶等量負電荷的小球、(可視為點電荷),被固定在光滑的絕緣水平面上,、是小球、連線的水平中垂線上的兩點,且.現将一個電荷量很小的帶正電的小球(可視為質點)在點由靜止釋放,在小球向點運動的過程中,下列關于小球的說法正确的是
A.速度一直在增大
B.速度一直在減小
C.加速度可能先增大再減小,過點後,加速度先減小再增大
D.加速度可能先增大再減小,過點後,加速度先增大再減小
10. 均勻帶電的球殼在球外空間産生的電場等效于電荷集中于球心處産生的電場。如圖所示,在半球面上均勻分布正電荷,總電荷量為,球面半徑為,為通過半球頂點與球心的軸線,在軸線上有、兩點,.已知點的場強大小為,則點的場強大小為
A. B.
C. D.
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