第28講:靜電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度★重點(diǎn)一:電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加問(wèn)題★1.三種電場(chǎng)強(qiáng)度表示法的比較 E=eq f(F,q) E=keq f(Q,r2) E=eq f(U,d) 公式含義 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義 真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度確定公式 均勻電場(chǎng)中E與U的關(guān)系 適用條件 所有電場(chǎng) ①真空 ②點(diǎn)電荷 均勻電場(chǎng) 決定因素 由電場(chǎng)本身決定,與q無(wú)關(guān) 由源電荷Q和源電荷到該點(diǎn)的距離r決定 由電場(chǎng)本身決定,d為沿電場(chǎng)方向的距離 對(duì)于同一點(diǎn)矢量,符合平行四邊形規(guī)律 單位:1N/C=1V/m2 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 (1)疊加原理:多個(gè)電荷在空間某一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng),是各個(gè)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。 (2)計(jì)算規(guī)則:平行四邊形規(guī)則。 三、計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的五種常用方法 (1)電場(chǎng)疊加合成法。 (2)平衡條件解法。 (3)對(duì)稱法。 (4)補(bǔ)償法。 (5)等效法。 求解合成場(chǎng)強(qiáng)的常用方法 【特別提醒】 【典型例子】如圖所示,一個(gè)半徑為R的圓盤上均勻分布著Q個(gè)電荷。在垂直于圓盤并過(guò)中心c的軸上有a、b、d三點(diǎn),a與b、b與c、c與d之間的距離均為R。在a點(diǎn)處,有一個(gè)定點(diǎn)電荷,帶電量為q(q>0)。 已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,故d點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為(k為靜電力常數(shù))() A.keq f(3q,R2) B.keq f(10q,9R2) C.keq f(Q+q,R2) D.keq f(9Q+q,9R2)【答案】B【解析】由于在a點(diǎn)放置一個(gè)點(diǎn)電荷q后,b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,也就是說(shuō)點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等于Q在b點(diǎn)圓盤上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,即EQ=Eq=keq f(q,R2)。 根據(jù)對(duì)稱性,Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E′Q=EQ=keq f(q,R2),則Ed=E′Q+E′q=keq f(q,R2)+keq f(q,(3R)2)=keq f(10q,9R2),所以選項(xiàng)B正確。
★重點(diǎn)2:電場(chǎng)線的理解與應(yīng)用★1、電場(chǎng)線的三個(gè)特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線始自正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處,終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷處;(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交;(3)在同一圖中,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)線越密??,電場(chǎng)強(qiáng)度越小,電場(chǎng)線越稀疏。 2.六種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線 3.兩個(gè)相等點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的比較 相等與不同點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖比較 相等與相同點(diǎn)電荷 電荷連接線上的電場(chǎng)強(qiáng)度沿著連接線先減小后增大 在O處最小,但不為零 垂直線上的電場(chǎng)強(qiáng)度在O處為最大,并向外逐漸減小 在O處最小,并先增大后向外減小 關(guān)于點(diǎn)OA與A',B與B'英語(yǔ)作文,C與C'等對(duì)稱位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,方向相反 4.電場(chǎng)線的作用 (1)確定電場(chǎng)強(qiáng)度方向 電場(chǎng)線上任一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)電場(chǎng)的方向。 (2)確定電場(chǎng)力的方向——正電荷所受力的方向與該點(diǎn)電場(chǎng)線切線的方向相同,負(fù)電荷所受力的方向與該點(diǎn)電場(chǎng)線切線的方向相反。(3)確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。ǘㄐ缘模妶?chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,電場(chǎng)線稀疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小,由此可確定電荷所受力的大小,從而確定加速度的大小。(4)確定電勢(shì)高度和減小的速度——電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向逐漸減小,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)減小最快的方向。
3.電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的軌跡的關(guān)系 一般情況下,帶電粒子在電場(chǎng)中的軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的比較,只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí),二者才會(huì)重合。 (1)電場(chǎng)線為直線。 (2)粒子初速度為零,或初速度方向與電場(chǎng)線平行。 (3)粒子只受到電場(chǎng)力作用或其他力的合力方向與電場(chǎng)線平行。 【特別提醒】 【特別提醒】 電場(chǎng)線與軌跡問(wèn)題的判斷方法 (1)“運(yùn)動(dòng)與力的雙線法”——畫(huà)出“速度線”(初始位置處軌跡的切線)與“力線”(初始位置處電場(chǎng)線切線的方向),根據(jù)二者的夾角分析彎曲運(yùn)動(dòng)的情況。 (2)“三項(xiàng)未知時(shí)要有假設(shè)”——如果已知下列任意一項(xiàng):正電荷或負(fù)電荷、電場(chǎng)強(qiáng)度方向或等勢(shì)面電位的高度、電荷運(yùn)動(dòng)方向,則可依次分析確定所要確定的各個(gè)量;如果三項(xiàng)均未知,則要用“假設(shè)法”,分別討論每一種情況?!镜湫屠印浚ǘ噙x)如圖所示,實(shí)線為一束未標(biāo)明方向的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線為帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的軌跡,a、b為軌跡上的兩點(diǎn)。 如果帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到電場(chǎng)力的作用,根據(jù)此圖可以做出的正確判斷是 A.帶電粒子帶的正負(fù)電荷 B.帶電粒子在a、b點(diǎn)處所受力的方向 C.帶電粒子在a、b點(diǎn)處的加速度較大 D.帶電粒子在a、b點(diǎn)處的速度較大 【問(wèn)題回顧】①如果不知道電場(chǎng)線方向和粒子帶電量,能確定電場(chǎng)力的方向嗎?依據(jù)是什么? ②a、b點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系是什么? ③根據(jù)什么知識(shí)可以確定va和vb的關(guān)系? 【解析】粒子帶電量和電場(chǎng)線方向無(wú)法確定電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的比較,但根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)定律,可以確定電場(chǎng)力的方向?yàn)檠?span style="display:none">uIs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))