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1、一、电场强度一、电场强度1电场强度三个表达式的比较公式意义适用一切电场条件决定因素相同点由电场本身决定,与 q 无关FEq电场强度定义式QEkr2真空中点电荷电场强度的决定式真空点电荷由场源电荷 Q 和场源电荷到该点的距离 r 共同决定由电场本身决定,d为沿电场方向的距离UEd匀强电场中 E 与 U 的关系式匀强电场矢量,遵守平行四边形定则单位:1 N/C1 V/m2电场强度的叠加(1)叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷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。3计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成的方法。(2)平衡条件求解法。(3)对称法。(4)补偿
2、法。(5)等效法。二、电场线二、电场线1电场线的三个特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远或负电荷处;(2)电场线在电场中不相交;(3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏。2六种典型电场的电场线图 6-1-123两种等量点电荷的电场比较连线上的电场强度中垂线上的电场强度4电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系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)带电粒子初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行。考点一、考
3、点一、电场强度电场强度【例 1】关于电场强度的概念,下列说法正确的是()FA由 Eq可知,某电场的场强E 与 q 成反比,与 F 成正比B正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D电场中某一点不放试探电荷时,该点场强等于零【变式探究】如图,一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点,a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R,在 a 点处有一电荷量为 q(q0)的固定点电荷。已知 b 点处的场强为零,则 d 点处场强
4、的大小为(k为静电力常量)()等量异种点电荷等量同种点电荷沿连线先变小后变大,中点O 处电场强度最小O 点最大,向外逐渐减小O 点为零,向外先变大后变小3qAkR210qBk9R2QqCkR29QqDk9R2【举一反三】如图 4 所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满 z0 的空间,z0的空间为真空将电荷量为 q 的点电荷置于 z 轴上 zh 处,则在 xOy 平面上会产生感应电荷 空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的 已知静电h平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上 z2处的场强大小为(k 为静电力常量)()图 44q4q32q40qAkh2Bk9
5、h2Ck9h2Dk9h2高频考点二、对电场线的理解及应用高频考点二、对电场线的理解及应用1判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向。2判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同,负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反。3判断电场强度的大小(定性)电场线密处电场强度大, 电场疏处电场强度小,进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。4判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势渐降低,电场强度的方向是电势降低最快的方向。【例 2】(多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图9 中 P、Q 两点,MN 为 PQ 连线的中垂线,交 PQ 于 O 点,A 为
6、MN 上的一点。一带负电的试探电荷 q,从 A 点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则()Aq 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动Bq 由 A 向 O 运动的过程电势能逐渐减小Cq 运动到 O 点时的动能最大Dq 运动到 O 点时的电势能为零【变式探究】两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B 是电场线上的两点,下列判断正确的是()AA、B 两点的电场强度大小不等,方向相同逐线BA、B 两点的电场强度大小相等,方向不同C左边电荷带负电,右边电荷带正电D两电荷所带电荷量相等1.【2016全国卷】 如图 1-所示, P 是固定的点电荷, 虚线是以 P 为圆心的两个圆
7、带电粒子 Q 在 P 的电场中运动运动轨迹与两圆在同一平面内,c 为轨迹上的三个点若Q 仅受 P 的电场力作用,其在a、b、加速度大小分别为 aa、ab、ac,速度大小分别为 va、vb、vc,()Aaaabac,vavcvbBaaabac,vbvcvaCabacaa,vbvcvaDabacaa,vavcvb2【2016浙江卷】如图所示,两个不带电的导体 A 和 B,用柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C 置于 A 附近,贴部的金属箔都张开()A此时 A 带正电,B 带负电B此时 A 电势低,B 电势高C移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔都闭合D先把 A 和 B 分开,然后移去 C,贴在
8、 A、B 下部的金属箔都闭合3.【2016浙江卷】如图所示,把 A、B 两个相同的导电小球分别用长为 m 的绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点 用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触, 棒移开后将悬点 OB移到 OA点固定 两球接触后分开, 平衡时距离为 m 已测得每个小球质量是104 kg, 带电小球可视为点电荷,重力加速度 g 取 10 m/s2,静电力常量 k109 Nm2/C2,则()A两球所带电荷量相等BA 球所受的静电力为102 Na、b、c 点的则一 对 绝 缘在 A、B 下CB 球所带的电荷量为 4 6108 CDA、B 两球连线中点处的电场强度为04.【2016全国卷】关于静电场的等
9、势面,下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功5 【2016江苏卷】一金属容器置于绝缘板上, 带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图 1-所示容器内表面为等势面,A、B 为容器内表面上的两点,下列说法正确的是()A 点的电场强度比 B 点的大B小球表面的电势比容器内表面的低CB 点的电场强度方向与该处内表面垂直D将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点,电场力所做的功不同6 【2015安徽20】已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场
10、的场强大小为20,其中为平面上单位面积所带的电荷量,0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为 S,其间为真空,带电荷量为Q。不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为AQ0SQ和Q20SSB2Q20SQ和220SBC2和0QDQ和QS2S2S0007 【2015海南7】如图,两电荷量分别为Q(Q0)和-Q 的点荷对称地放置在 x 轴上原点 O 的两侧, a 点位于 x 轴上 O 点与点电荷电Q之间,b 位于 y 轴 O 点上方。取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是Ab 点的电势为零,电场强度也为零B正的试探电荷在 a 点的电势能大
11、于零,所受电场力方向向右C将正的试探电荷从O 点移到 a 点,必须克服电场力做功D将同一正的试探电荷先后从O、b 点移到 a 点,后者电势能的变化较大8 【2015江苏8】两个相同的负电荷和一个正电荷附近的场线分布如图所示,c时两负电荷连线的中点,d点在正电荷正上方,c、d到正电荷的距离相等,则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低9.(2015山东理综18)直角坐标系 xOy 中,M、N 两点位于 x 轴上,G、H 两点坐标如图、N 两点各固定一负点电荷,一电荷量为 Q 的正点电荷置于 O 点时,G 点处的电场强度恰好为零静电力常
12、量用 k 表示若将该正点电荷移到 G 点,则 H 点处场强的大小和方向分别为(),沿 y 轴正向,沿 y 轴正向10.(多选)(2014浙江卷,19)如图 5 所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为 。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球 A 的质量为 m、电荷量为 q。小球 A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球 B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球 A 静止在斜面上,则(),沿 y 轴负向,沿 y 轴负向电的kq2A小球 A 与 B 之间库仑力的大小为d2qB当dqC
13、当dqD当dmgsin k时,细线上的拉力为 0mgtan k时,细线上的拉力为 0mgktan 时,斜面对小球 A 的支持力为 011.(2014江苏卷,4)如图 7 所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x 轴垂直于环面且过圆心 O。下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()AO 点的电场强度为零,电势最低BO 点的电场强度为零,电势最高C从 O 点沿 x 轴正方向,电场强度减小,电势升高D从 O 点沿 x 轴正方向,电场强度增大,电势降低12. (多选)(2014广东卷,20)如图 14 所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为Q 的小球 P,带电荷量分别为q 和2q 的小球 M 和 N,由绝缘细杆相连, 静止在桌面上,P 与 M 相距 L,P、M 和 N 视为点电荷,下列说法正确的是()AM 与 N 的距离大于 LBP、M 和 N 在同一直线上C在 P 产生的电场中,M、N 处的电势相同DM、N 及细杆组成的系统所受合外力为零
限制150内