电场。考点1:库仑定律。
1.内容2.公式:
3.对库仑定律的理解。
注意:①库仑定律适用于两个均匀带电的介质(绝缘)球,不适用于不能看作点电荷的两个导体球。
两个点电荷间的相互作用的库仑力满足牛顿第三定律—大小相等、方向相反。
如果是多个点电荷对另一个点电荷的作用,可分别对每个点电荷间使用,然后合成。
应用库仑定律公式计算时,电量取其绝对值,求出库仑力的大小后,再判断力的方向。
题型一:与电荷守恒定律综合。
例1:有三个完全相同的金属a、b、c,a带电量7q,b带电量为—q,c不带电。将a、b固定,然后让c反复与a、b接触,最后移走c球。
试问a、b间的相互作用力变为原来的多少倍?(4/7)
题型二:库仑力作用下的力学问题(平衡和非平衡)
例2:如图1-7所示,质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球,用绝缘丝线悬于同一点,静止后它们恰好位于同一水平面上,细线与竖直方向夹角分别为α、β则( )
a.若m1=m2,q1b.若m1=m2,q1β c.若q1=q2,m1>m2,则α>β
d.若m1>m2,则α<β与q1、q2 是否相等无关。
练习a 组。
1.关于点电荷的说法,正确的是 (
a.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷。
b.体积很大的带电体一定不能看作点电荷。
c.点电荷一定是电量很小的电荷。
d.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理。
2.将两个半径极小的带电小球(视为点电荷),置于一个绝缘的光滑水平面上,相隔一定的距离从静止开始释放,那么下列叙述中正确的是(忽略两球间的万有引力作用) (
a.它们的加速度一定在同一直线上,方向可能相同。
b.它们的加速度可能为零 c.它们的加速度方向一定相反。
d.它们加速度的大小一定越来越小。
3.两个带有等量电荷的钢球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为f1,它们带异种电荷时(电荷量大小不变)的静电力为f2,则f1和f2的大小关系为:
d.无法比较。
4.真空中固定着a、b两个带负电的点电荷,它们间的距离为10 cm现将另一个点电荷c,放到a、b连线上距a 2cm处,则c恰好处于平衡状态,则a、b两个点电荷电量之比qa∶qb1:16)
5.—带电小球m固定在光滑水平绝缘桌面上,在桌面内的另一处放置另—带电小球,现给n一个在桌面内沿垂直mn连线方向的速度vo,则
a.若m、n为同种电荷,n球的速度越来越小。
b.若m、n为同种电荷,n球的加速度越来越小。
c.若m、n为异种电荷,n球的速度越来越大。
d.若m、n为异种电荷,n球的加速度越来越大。
6.a、b两个小球带有同种电荷,放在光滑的绝缘水平面上,a的质量m,b的质量为2m,它们相距为d,同时由静止释放,在它们距离为2d时,a的加速度为a,速度为v,则( )
a、此时b的速度为v/2 b、此时b的速度为v/4
c.此时b的加速度为a/2
d.此时b的加速度为a/4
7. (07重庆)如题16图,悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球a.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球b.
当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上,a处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中b的电量分别为q1和q2, θ分别为30°和45°.则q2/q1为。
a.2 b.3; c.2 d.3
b 组。1.如图所示,a、b两点分别固定着电量为+q和+2q的点电荷,a、b、c、d四点在同一直线上,且ac=cd=db。
现将一带正电的试探电荷从c点沿直线移到d点,则电场力对试探电荷( )
a.一直做正功 b.一直做负功 c.先做负功再做。
d.先做正功再做负功
2. 已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球,两两间的距离都是l,a、b电荷量都是+q。给c一个外力f,使三个小球保持相对静止共同加速运动。
求:c球的带电电性和电荷量;外力f的大小。
qc=-2q, f=3kq2/l2)
考点二:电场强度。
一.电场。1.定义:电场是电荷周围客观存在的能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
2.电场的基本性质:对放入其中的电荷有电场力的作用。 (这是检验电场存在的依据).
二.电场强度。
1. 场强的定义及定义式:(学生看书)
思考:简述公式中各字母所代表的物理量?
说明:e=适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值其大小和方向与检验电荷q,f无关(某点的场强e的大小及方向取决于电场本身).(通过比值法定义物理量,与此类似的有ρ=,r=,c=等)检验电荷q充当“测量工具”的作用.
2.场强的三种表达式:
练习:下列关于电场强度的说法中,正确的是( )
a.根据公式可知,场强e跟电荷所受的电场力f成正比,跟放入电荷的电荷量q成反比
b.由公式可知,在真空中由点电荷q形成的电场中,某点的场强e跟q成正比,跟该点到q的距离r的平方成反比
c.虽然正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反,但该点的场强方向只有一个,即正电荷在该点的受力方向,也就是负电荷在该点受力的反方向。
d.由公式及均可以确定在真空中点电荷形成的电场中某点的场强,可见场强e与q或q均有关。
3.场强的矢量性。
1) 方向: 2) 场强的叠加:
典型场强分布:试**等量同种,异种点电荷连线上及其中垂线上场强的分布。
例1:图中边长为a的正三角形abc的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,求该三角形中心o点处的场强大小和方向。()
例2:如图,在x轴上的x = 1和x =1两点分别固定电荷量为- 4q和+9q的点电荷。求:x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = 3点处的合场强方向。(向右)
练习a 组。
1.如图所示,是一个电场中a、b、c、d四点引入试探电荷时,测得的试探电荷电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,试比较ea,eb,ec,ed的大小?
2.电场强度的定义式为e=f/q (
a.该定义式只适用于点电荷产生的电场。
b.f是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量。
c.场强的方向与f的方向相同。
d.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比。
3.a为已知电场中的一固定点,在a点放一电量为q的电荷,所受电场力为f,a点的场强为e,则( )
a.若在a点换上-q,a点场强方向发生变化。
b.若在a点换上电量为2q的电荷,a点的场强将变为2e
c.若在a点移去电荷q,a点的场强变为零。
d.a点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关。
4.对于公式的几种理解,错误的是( )
a.当r→0时,e→∞ b.发r→∞时,e→0
c.某点的场强与点电荷q的大小无关。
d.在以点电荷q为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同。
5.如图,直角三角形中ab=40 cm,bc=30 cm,在a、b处分别放有点电荷、,测得c处场强=10v/m,方向平行于ab向上.可知与 (填①同号,②反号,③可能是同号也可能反号),今撤去,则大小为 v/m.(②7.5v/m)
6.(05全国ⅱ)图中a.b是两个点电荷,它们的电量分别为q1.q2,mn是ab连线的中垂线,p是中垂线上的一点。下列哪中情况能使p点场强方向指向mn的左侧?
都是正电荷,且q1是正电荷,q2是负电荷,且q1>|q2|
是负电荷,q2是正电荷,且|q1|< q2
都是负电荷,且|q1|>|q2|
b 组。1.(05上海)如图,带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为___方向___静电力恒量为k)(kq/d2,水平向左)
2.(08山东卷)如图所示,在y 轴上关于o点对称的a 、b 两点有等量同种点电荷+q,在x轴上c 点有点电荷-q ,且co=od ,∠ado =60°。下列判断正确的是。
a.o点电场强度为零 b.d 点电场强度为零。
c.若将点电荷+q 从o 移向c ,电势能增大。
d.若将点电荷一q 从o 移向c .电势能增大。
考点三:电场线。
1.电场线的定义:形成象地描述电场的簇假想曲线。曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致, 疏密表示该处场强的强弱。
2.几种电场电场线的分布:正点电荷、负点电荷、两等量同种电荷、两等量异种电荷、点电荷与平板带电体形成的电场及平行板电容器内部(包括电场线方向和疏密,见教材,要求熟记).
3.电场线的特点:
注意:①电场线垂直于等势面,沿电场线方向电势逐渐降低。
一根电场线只能反映电场的方向,不能反映电场的大小;一族电场线才能反映电场的强弱。
电场线不是电荷的运动轨迹,也不是客观存在的线,在特殊条件下,带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合。
思考:试分析等量同(异)种点电荷连线及其中垂线上的场强分布特点?
例:如图,甲图中ab是某电场中的一条电场线,乙图为放在电场线上a、b两点的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数关系图象,规定电场力的方向由a指向b为正,由此可判定 (
a.场源电荷可能是正的点电荷,在a侧。
b.场源电荷可能是正的点电荷,在b侧。
c.场源电荷可能是负的点电荷,在a侧。
d.场源电荷可能是负的点电荷,在b侧。
典型题型:带电粒子在电场中的平衡问题。
例:如图所示,两根长为l的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和-q的小球a和b,处于场强为e,方向水平向左的匀强电场之中,使长度也为l的连线ab拉紧,并使小球处于静止状态。求e的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态。
()练习a 组。
1.关于电场线的说法,正确的是( )
a.电场线的方向,就是电荷受力的方向。
b.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动。
c.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大。
d.静电场的电场线不可能是闭合的。
2.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有a、b两点,用ea、eb表示a、b两处的场强,则( )
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