高二物理竞赛习题课件：真空中静电场的强度.pptx

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1、真空中静电场的强度真空中静电场的强度0qFE1 关于电场强度的定义式关于电场强度的定义式 ，下列说法中，下列说法中哪个是正确的？哪个是正确的？ B （A）场强）场强 的大小与试探电荷的大小与试探电荷 的大小成反比；的大小成反比；（B）对场中某点，试探电荷受力）对场中某点，试探电荷受力 与与 的比值不因的比值不因 而变；而变； E0q0qF0q（C）试探电荷受力）试探电荷受力 的方向就是场强的方向就是场强 的方向；的方向； EF（D）若场中某点不放试探电荷）若场中某点不放试探电荷 ，则，则 ，从而，从而0q0F0E2 在电场中某点在电场中某点P 放入试探电荷放入试探电荷q0 , 测得电场力测得电

2、场力为为 , 则该点的场强为则该点的场强为 , 若放入另一实验电荷若放入另一实验电荷 -q0 ,测得电场力为测得电场力为 ,则该点的场强为：则该点的场强为： （ ） (A) (B) (C) (D) 0答：答： C F0qFF00qFqF00qFqF00qFqF11-3 电子所带电量最先是由密立根通过油滴实验电子所带电量最先是由密立根通过油滴实验测定的。其原理是：一个很小的油滴处在均匀电测定的。其原理是：一个很小的油滴处在均匀电场内，调节电场强度场内，调节电场强度 ，使作用在油滴上的作用，使作用在油滴上的作用力与油滴的重力平衡。如果油滴的半径为力与油滴的重力平衡。如果油滴的半径为1.6410-4

3、cm,油密度为油密度为0.851 103 kg/m3,平衡的电场强度为平衡的电场强度为1.92 105 V/m ,则油滴上的电量则油滴上的电量 q = C.E11-4 在正方形的两个相对的角上各放一个点电荷在正方形的两个相对的角上各放一个点电荷Q，在其他，在其他两个相对的角上各放一个点电荷两个相对的角上各放一个点电荷q，如果作用在，如果作用在Q上的力为零，上的力为零，则则Q与与q的关系为的关系为Q = q.QQqqOxy解：设正方形边长为解：设正方形边长为a ,以原点处的以原点处的Q为研究对象，则其受力为：为研究对象，则其受力为： qqQFFFF202)2(4aQFQ QF qFqF204aQ

4、qFq 045cos42)2(400202 aQqaQFqQ22 11-5把某一电荷分成把某一电荷分成q与与(Q-q)两个部分，且此两部分两个部分，且此两部分相隔一定距离，如果使这两部分有最大库仑斥力，则相隔一定距离，如果使这两部分有最大库仑斥力，则q与与Q的关系为：的关系为：Q = .11-6 如图所示，一细玻璃棒被弯成半径为的半圆周，如图所示，一细玻璃棒被弯成半径为的半圆周，沿其上半部均匀分布有电荷沿其上半部均匀分布有电荷+q , 沿其下半部均匀分布沿其下半部均匀分布有电荷有电荷 q ，求半圆中心，求半圆中心O点的场强。点的场强。解解:建立如图的坐标系建立如图的坐标系xOy, 204Rdq

5、dE 204RRd xy+-dqEd0 xdE 2020cos422 RRddEEY R d202Rq 2Rq dRq 20202cos 方向沿方向沿y负向负向E11-7 用不导电的塑料棒弯成半径为用不导电的塑料棒弯成半径为50.0cm的圆弧的圆弧,两端间空隙为两端间空隙为2.0cm, 电量为电量为 的正电荷的正电荷均匀分布在棒上均匀分布在棒上, 求圆心处场强的大小和方向求圆心处场强的大小和方向.C91012. 3 解解: (补偿法补偿法)由于对称性，均匀带电圆环在圆心处由于对称性，均匀带电圆环在圆心处场强为零。场强为零。均匀带电圆环均匀带电圆环 Ld 所以所以q可视为点电荷可视为点电荷=E+

6、dq E204RqE 204Rd dRQ 2RQ 2 32299)1050(21021012. 3109 Emv/715. 0 11-8 电量电量 Q ( Q 0 ) 均匀分布在长为均匀分布在长为 2L 的细棒上，的细棒上，在细棒的延长线上距细棒中心在细棒的延长线上距细棒中心 O 距离为距离为 x 的的P 点点处放一带电量为处放一带电量为 q ( q 0 )的点电荷，求带电细棒的点电荷，求带电细棒对该点电荷的静电力对该点电荷的静电力 L2OPxxaadaqdd aLQd )2( 204ddrqE 20)(8d axLaQ 建立如图所示的坐标系建立如图所示的坐标系在带电直线上取电荷元在带电直线上

7、取电荷元 它在它在 P 点产生的电场强度的大小为点产生的电场强度的大小为Ed且各且各均均同向同向(向右向右)解：解： EEd LLaxLaQ20)(8d LaLaaxaxLQ20)()(d8 LaLaaxLQ 180 LxLxLQ1180 22014LxQ qEF )(4220LxqQ 点电荷受力：点电荷受力：F的的方向方向：在带电直线延长线上，：在带电直线延长线上，远离远离O点点. OyxR 半径为半径为 R 的带电细园环的带电细园环,线电荷密线电荷密 度度 , 为常为常数数, 为半径为半径 R 与与 x 轴夹角，如图示，求圆环中心处的电场强度轴夹角，如图示，求圆环中心处的电场强度. 11-

8、9 cos0 0 由于电荷相对于由于电荷相对于x 轴对称轴对称, 所以所以O点处的合场强必沿点处的合场强必沿 x 轴轴 d d d Rlq d cos0 R R004d cos )cos(dd EEEExx d cos420020R 2000d)2cos1(8 RR004 204ddRqE 而而E沿沿 x 轴负方向轴负方向dEdqEdE解：解：ORP 一大平面中部有一半一大平面中部有一半径为径为 R 的小孔，设平面均匀带的小孔，设平面均匀带电电,面电荷密度为面电荷密度为 ，求通过，求通过小孔中心并与平面垂直的直线小孔中心并与平面垂直的直线上的场强分布。上的场强分布。 在大平面上取极坐标在大平面

9、上取极坐标系则面元系则面元11-100 dddrrS ddd0rrq 204ddlqE 0 zyEE cosdEEEx 20222200)(4ddRxrxxrrr Rrxrxrdx23222200)()(4 22002Rxx 沿沿 x 轴轴背离平面背离平面 E由对称性可知由对称性可知: )(4dd2200 xrrr 不要用补偿法！不要用补偿法！解解:ldSdErrxx11-11 一大平面中部有一半径为的小孔，设平面均一大平面中部有一半径为的小孔，设平面均匀带电，面电荷密度为匀带电，面电荷密度为 ，求通过小孔中心并与平，求通过小孔中心并与平面垂直的直线上的场强分布。面垂直的直线上的场强分布。0解解:1）补偿法补偿法0 +0 =P场强叠加，取竖直向上为正方向场强叠加，取竖直向上为正方向平平面面E圆圆面面E圆圆面面平平面面EEE 圆面圆面平面平面EEE 220000122xRx 22002xRx dEE22002Rxx rdrdq 20 232200)(42xrrdrxdE 解解: 2）叠加法叠加法PEd Rxrrdrx232200)(42 方向竖直向上方向竖直向上