关于电场线
第3节电场线
· B · · A
N
等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处 的场强相同.
例7.a、b为两个带等量正电荷的固定的小球,O 为ab连线的中点,c、d为中垂线上的两对称点且 离O点很近,若在c点由静止释放一个电子,关于 电子的运动,以下叙述正确的有:( B C D ) A.在c→O的过程中,做匀加速运动 B.在c→O的过程中,做加速度减小的变加速运动 C.在O点速度最大,加速度为零 c D.在cd间沿中垂线做振动
4、几种常见的电场中电场线的分布及特点
点电荷的电场线
正 点 电 荷 负 点 电 荷
+
正点电荷的电场线分布的平面图
发散 状中 心对 称图 形.
像 太 阳 光 芒 四 射
起始于正电荷,终止于无穷远处. 在以正点电荷为球心 的球面上,电场线疏密相同,但切向各不相同.球面半径越 大,球面上电场线分布越疏.
方向表示该点的电场强度的 方向。
例2.AB是某电场中的一条电场线,在电场线上P 处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B点 处运动.对此现象下列判断中正确的是(不计电 荷重力)( D ) A.电荷向B做匀加速运动 B.电荷向B做加速度越来越小的运动 C.电荷向B做加速度越来越大的运动 D.电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能 确定 P A B
·
O
等量同种点电荷连线上以中点场强最小, 等于零.沿连线向两个同种电荷靠近,电场 强度不断增大.因无限远处场强为零,则 沿中垂线从中点到无限远处,电场强度 先增大后减小,中间某位置必有最大值。
a
电场线
电场线一、定义为了形象描述电场而在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点电场方向相同,这些曲线就叫电场线.电场是客观存在的,而电场线是为了形象地描述电场场强大小和方向,而人为地引入(画出)的一簇假想曲线,并非是客观存在的物质.二、电场线的基本性质(1)静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远(2)电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向(3)电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)(4)任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)证明:若电场中两条电场线相交,则过交点可做两个场强方向,这与电场中某点只能有一个场强方向矛盾,故电场线不能相交。
(5)电场线(静电场)不能是闭合曲线,也不在无电荷处中断证明:○1若静电场的电场线是闭合的,则沿电场线方向绕一圈回到原点,电势应降低,这与电场中某点只能有一个电势矛盾,故电场线不可能是闭合曲线。
○2若静电场的电场线是闭合的,则沿闭合曲线从一点运动一圈回到出发点,由电场力与电荷运动方向时刻共线,可得电场力做功不为零;而依据从电场中一点回到该点电势差为零,可得电场力做功为零,一个过程却有两个结果,故电场线不能是闭合曲线。
(6)电场线与等势面(等势线)垂直证明:若电场线与等势面不垂直,则位于等势面上的电荷,将受到一个不垂直于等势面的电场力,这个力就会使得电荷沿等势面运动且对其做功,这与沿等势面移动电荷电场力不做功是矛盾的,故电场线与等势面是垂直的。
三、几个方向1.电场线方向:始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远(电场线为假想的曲线,其方向人为规定)2.场强(电场)方向:正电荷受电场力方向(电场线为直线,场强方向与电场线方向一致;电场线为曲线,场强方向为电场线切线方向)3.电荷受力方向:正电荷与场强方向一致,负电荷与场强方向相反4.电荷运动(速度)方向:轨迹切线四、带电粒子运动轨迹与电场线重合的条件○1电场线为直线。
等量异种电荷环的电场线
等量异种电荷环的电场线
对于等量异种电荷环,即一个带正电荷和一个带负电荷的环形结构,其电场线的分布会显示出一些特征。
下面是关于等量异种电荷环电场线的一些特点:
1.中性点:在两个电荷环的中间,即两个环的轴线上,存在一个
中性点。
在这个点附近,两个电场的影响彼此抵消,产生一个
相对较弱的电场。
2.电场方向:从正电荷环指向负电荷环的方向是电场线的方向。
电场线始终从正电荷指向负电荷,这符合电场线从正电荷指向
负电荷的一般规律。
3.电场线的形状:电场线通常呈放射状,从正电荷环向外辐射,
然后弯曲指向负电荷环。
这是因为电场线总是以从正电荷到负
电荷的方向延伸。
4.电场线密集度:在电荷环附近,电场线可能会更加密集,表示
电场的强度更大。
而在远离电荷环的地方,电场线可能较稀疏,
表示电场逐渐减弱。
5.环外电场:在环外的区域,除了中性点处,电场线可能会呈现
比较复杂的形状,受到两个电荷环的相互影响。
注意:以上描述是基于理论上的简化情况。
实际情况可能会受到环的几何形状、电荷的分布、环的半径等因素的影响,因此具体的电场线形状需要通过数学计算或实验测量来确定。
电场线练习题
第九章静电场及其应用9.3 电场电场强度(二)第2课时电场线一、单选题:1.关于电场线的说法,正确的是A.电场线就是电荷运动的轨迹B.在静电场中静止释放的点电荷,一定沿电场线运动C.电场线上某点的切线方向与正电荷的运动方向相同D.电场线上某点的切线方向与负电荷在该点所受电场力的方向相反答案:D解析:电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向,若是正电荷,电场力方向与电场强度的方向相同,而电荷运动的轨迹在电场线上,电场线必须是直线,故A错误;在静电场中静止释放的点电荷,若电场线是直知行合一线,则电场力与电场线共线,而电场线不一定直线,故B错误;电场线上某点的切线方向是电场强度的方向,是正电荷所受电场力的方向,不一定是运动方向,若是从静止开始,则一定是相同,故C错误;电场线上某点的切线方向与负电荷在该点所受电场力的方向相反,与正电荷在该点所受电场力的方向相同,故D正确。
2..静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线a b为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图1-3-2所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于p点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )知行合一【答案】 B【解析】粉尘受力方向应该与电场线的切线方向相反,从静止开始在非匀强电场中运动时,带电粉尘颗粒一定做曲线运动,且运动曲线总是向电场力一侧弯曲,运动轨迹介于P点切线与经P点的电场线之间,故带电粉尘应沿B图那样运动,B正确;不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动,故不可能出现A、C、D图的情况.3.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B 点,其v-t图象如图所示。
则此电场的电场线分布可能是()知行合一4.如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q(点电荷),不计重)力,下列说法中正确的是(A.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值知行合一D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零【答案】 C【解析】由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点场强为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,场强先增大后减小,所以点电荷在从P到O的过程中,加速度可能先增大后减小,选项A、B错;负电荷q所受电场力的合力方向竖直向下,到O点一直加速,选项C对;同理点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度先增大后减小,选项D错.5.如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿电场线的切线方向知行合一知行合一D .点电荷q 在A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小(不计重力) 答案 B解析 负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线,故A 错误;电场线越密的地方场强越大,由题图知E A >E B ,又因F =qE ,得F A >F B ,故B 正确;由a =Fm知,a ∝F ,所以a A >a B ,故D 错误;负电荷在B 点受到的静电力的方向与B 点电场强度的方向相反,故C 错误.6.如图所示,电荷量为+q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的a 、b 两点关于薄板对称,到薄板的距离都是d .若图中a 点的电场强度为零,则b 点的电场强度大小和方向分别为(静电力常量为k )( )A.kqd 2,垂直薄板向左 B.8kq9d2,垂直薄板向右知行合一C.kq9d2,垂直薄板向左 D.10kq9d2,垂直薄板向左 答案 D解析 由于a 点处的合场强为零,所以带电薄板在a 处产生的场强与点电荷+q 在a 处产生的场强大小相等均为kqd2,方向相反,可知带电薄板应带正电;由带电薄板产生场强的对称性可知,薄板在b点产生的场强方向向左,大小等于kq d 2,故b 点的电场强度大小为E =k q d2+kq 3d2=10kq 9d 2,方向向左,故选D. 二、多选题7.如图所示的四种电场中均有a 、b 两点,其中a 、b 两点的电场强度相同的是A .甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中匀强电场中的a、b两点答案:BD解析:甲图中a、b两点场强大小相等,方向不同;乙图中a、b两点场强大小相等,方向均垂直连线中垂线向左;丙图中a、b两点场强大小相等,方向相反;丁图的两平行板间为匀强电场,场强相等。
电场电场强度和电场线
单位:N/C
(2)方向性:物理学中规定,电场中某点的场强 方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.
(3)电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的 大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场 的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场 强度与是否放入电荷无关.
❖
q2
❖ 可见,电荷间的库仑力就是电场力,库仑定律可 表示为
❖
例1.在真空中有两点 A、B相距30cm,在A点放 入一个点电荷Q,在B点放入一个负的检验电荷q1= -1.5×10-12C ,受到的电场力F=3×10-9N,并 沿AB方向。求:
⑴B点的场强多大? 2×103N/C ⑵取走q1,在B点再放一个q2=3.0×10-12C的正电 荷,B点的场强是多大? 2×103N/C
等量同种电荷
▪ 连线上:在两电荷连线中点O处场强最小,从 O点向两侧逐渐增大,数值关于O点对称,方 向相反。
▪ 中垂线上:从中点沿中垂线向两侧,电场强 度的数值先增大后减小,两侧方向相反,关 于O点对称的点数值相等
等量异种电荷
▪ 两电荷连线上:在两电荷连线中点O处场强最 小,从O点向两侧逐渐增大,数值关于O点对 称。
❖ (2)若剪断丝线,小球碰到
❖ 金属板需多长时间?
19.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管
的圆心O处放一点电荷。现将质量为m、电荷量为q
的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放,小
球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力。若
小球所带电量很小,不影响O点处的点电荷的电场,
则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小
⑶Q的电量多大? 2×10-8C
⑷Q加倍,B点的场强如何变化? 4×103N/C
常见的电场电场线分布规律
常见电场电场线分布规律电场强度、电场线、电势部分基本规律总结整理:胡湛霏一、几种常见电场线分布:二、等量异种电荷电场分析1、场强:①在两点电荷连线上,有正电荷到负电荷,电场强度先减小后增大,中点O的电场强度最小。
电场强度方向由正电荷指向负电荷;②两点电荷的连线的中垂线上,中点O的场强最大,两侧场强依次减小。
各点电场强度方向相同。
2、电势:①由正电荷到负电荷电势逐渐降低;②连线的中垂线所在的、并且与通过的所有电场线垂直的平面为一等势面;③若规定无限远处电势为0,则两点电荷连线的中垂线上各点电势即为0。
3、电势能:(设带电粒子由正电荷一端移向负电荷一端)①带电粒子带正电:电场力做正功,电势降低,电势能减少;②带电粒子带负点:电场力做负功,电势降低,电势能增加。
三、等量同种电荷电场分析1、场强:①两点电荷的连线上,由点电荷起,电场强度越来越小,到终点O的电场强度为0,再到另一点电荷,电场强度又越来越大;②两点电荷连线的中垂线上,由中点O向两侧,电场强度越来越大,到达某一点后电场强度又越来越小;③两点电荷(正)连线的中垂线上,电场强度方向由中点O指向外侧,即平行于中垂线。
2、电势:①两正点电荷连线上,O点电势最小,即由一个正点电荷到另一正点电荷电势先降低后升高。
连线的中垂线上,O电电势最大,即O点两侧电势依次降低。
②两负点电荷连线上,O点电势最大,即由一个负点电荷到另一负点电荷电势先增高后降低。
连线的中垂线上,O点电势最小,即O点两侧电势依次升高。
③其余各点电势由一般规律判断,顺着电场线方向电势逐渐降低。
3、电势能:①由电势判断:若带电粒子为正电荷,则电势越高,电势能越大;若带电粒子为负电荷,则电势越高,电势能越小。
②由功能关系判断:若电场力做负功,则电势能增加;若电势能做正功,则电势能减少。
3、匀强电场 1、特点:①匀强电场的电场线,是疏密相同的平行的直线。
②场强处处相等。
③电荷在其中受到恒定电场力作用,带电粒子在其中只受电场力时做匀变速运动。
电场强度与电场线的关系
电场强度与电场线的关系
电场强度与电场线之间存在着密切的关系。
电场强度是描述电
场在空间中的强弱和方向的物理量,通常用矢量表示。
而电场线则
是用来描述电场在空间中分布的线条,它们的方向表示电场的方向,线的密集程度表示电场强度的大小。
首先,电场强度与电场线的方向有着直接的关系。
在电场中,
电场线的方向始终与电场强度的方向一致。
这意味着如果我们在某
一点画出了电场线,那么该点的电场强度方向也可以从电场线的方
向上得到直观的理解。
其次,电场强度与电场线的密度也有关系。
在一个均匀的电场中,电场线的密度可以用来表示电场强度的大小。
密集的电场线表
示电场强度大,而稀疏的电场线则表示电场强度小。
这种关系可以
帮助我们直观地理解电场的强弱分布情况。
此外,电场线的曲率也可以反映电场强度的大小。
在电场强度
较大的地方,电场线通常会更加弯曲,而在电场强度较小的地方,
电场线则会相对平缓。
因此,通过观察电场线的曲率,我们也可以
对电场强度的大小有一定的了解。
总的来说,电场强度与电场线之间的关系是十分密切的。
通过观察电场线的方向、密度和曲率,我们可以直观地了解电场强度的分布情况,从而更好地理解电场的特性和行为。
这种直观的理解有助于我们在研究和应用电场理论时更加深入和全面地把握电场的性质。
电场强度(含答案解析)
5.图中a 、b 是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q 1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的右侧( )A .Q 1、Q 2都是正电荷,且Q 1<Q 2B .Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>|Q 2|C .Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且|Q 1|<Q 2D .Q 1、Q 2都是负电荷,且|Q 1|>|Q 2|【解析】 Q 1、Q 2产生的电场在P 点叠加,利用矢量的合成按各项给出情况画出P 点的合场强方向,可以判断答案为B .【答案】 B6.下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各-R2圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )【解析】 对于A 项的情况,根据对称性,圆环在坐标原点O 处产生的电场方向为左下方,且与横轴成45°角,大小设为E ;对于B 项的情况,两段圆环各自在O 点处产生的场强大小均为E ,方向相互垂直,然后再进行合成,合场强为2E ;对于C 项的情况,同理,三段圆环各自在O 处产生的场强大小均为E ,合场强为E ;而D 项的情况中,合场强为零,故B 项正确.【答案】 B 7.A 、B 是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以给定初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其速度—时间图象如图所示.则在图中这一电场可能是( )【解析】 由题中速度—时间图象可知,微粒的速度减小而加速度增大,电场力做负功,带负电的微粒由高电势向低电势处运动,且电场线越来越密,可知,选项A 正确,选项B 、C 、D 错误.【答案】 A 8.如图所示,在边长为l 的正方形四个顶点A 、B 、C 、D 上依次放置电荷量为+q 、+q 、+q 和-q 的点电荷,求正方形中心O 点的电场强度.【解析】 由对称性原理可知:若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷,则中心O 点的场强为零,因此可把D 点的电荷-q 等效为两部分:+q 和-2q.+q 和另外三个点电荷在中心O 点的合场强为零,-2q 在中心O 点的场强为E =2kql 2/2=4kq l 2故正方形中心O 点的场强大小为E =4kql2,方向沿OD 连线由O 指向D.【答案】 4kql2,方向沿OD 连线由O 指向D9.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E.在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m 的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球与右板相距为b ,如图所示,请问:(1)小球所带的电荷量是多少?(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间? 【解析】(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示. F T sin θ=qE ,① F T cos θ=mg.② 由①②得tan θ=qE mg ,故q =mg tan θE .(2)法一:由第(1)问中的方程②知F T =mgcos θ,而剪断丝线后,小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a =F 合m =gcos θ,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属板上时,它运动的位移为x =bsin θ,又由x =12at 2,t = 2x a = 2b cos θg sin θ= 2bgcot θ.法二:小球在水平方向的分运动为匀变速直线运动,用牛顿第二定律得a x =qEm则b =12a x t 2得t = 2bm qE = 2b gcot θ.【答案】 (1)mg tan θE (2) 2bgcot θ能力提升1.(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O 是电荷连线的中点,E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点,B 、C 和A 、D 也相对O 对称.则( )A.B、C两点场强大小和方向都相同B.A、D两点场强大小相等,方向相反C.E、O、F三点比较,O的场强最强D.B、O、C三点比较,O点场强最强【解析】由对称性可知,B、C两点场强大小和方向均相同,A正确;A、D两点场强大小相同,方向也相同,B错误;在两电荷连线的中垂线上,O点场强最强,在两点电荷连线上,O点场强最弱,C正确.【答案】AC2.如图所示,一个带负电的油滴以初速v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中,倾斜角θ=45°,若油滴到达最高点时速度大小仍为v0,则油滴最高点的位置在() A.P点的左上方B.P点的右上方C.P点的正上方D.上述情况都可能【解析】当油滴到达最高时,重力做了负功,要使油滴的速度仍为v0,需电场力做正功,又油滴带负电,因而C点应在P点左侧.【答案】A3.如图在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷,电荷量的大小都是q1;在b、d两个顶点上,各放一带负电的点电荷,电荷量的大小都是q2,q1>q2.已知六边形中心O 点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它是哪一条() A.E1B.E2C.E3D.E4【解析】本题主要考查电场的叠加,作出a、c、b、d四个点电荷在O点的场强方向如图中E a、E c、E b、E d,由几何知识得E a、E c的夹角为120°,故E a、E c的矢量和大小E ac =E a=E c,方向如图,E b、E d的夹角也为120°,E b、E d的矢量和大小为E bd=E b=E d,方向如图,又由点电荷形成的电场的场强公式E=k qr2和q1>q2,得E ac>E bd,所以E ac和E bd矢量和的方向只能是图中E2的方向,故B正确.【答案】B4.两块靠近的平行金属板A、B分别带上等量异种电荷后,在两板间就形成了大小、方向均相同的匀强电场,如图所示.若在A、B之间放入一个带电荷量为q的液滴,液滴恰好处于静止状态.若液滴质量为m,则这一匀强电场的场强大小E和液滴所带电荷的电性分别为()]A.mg/q、负电B.mg/q、正电C.q/mg、负电D.q/mg、负电【解析】平衡条件:qE=mg⇒E=mgq,力方向和场强方向相反.所以带负电,故A正确.【答案】A5.如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点(离O点很近)由静止释放一点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中错误的是()A.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.点电荷运动到O点时加速度为0,速度达到最大值D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到点电荷速度为0【解析】两点电荷在O点电场强度刚好等大反向,合电场强度为0,电荷q在O点所受的力为0,加速度为0,而由图知,从O点往上、往下一小段位移内电场强度越来越强,加速度也就越大.从两侧往O点运动过程中,静电力与运动方向相同,物体做加速运动,故O点速度最大.综上所述,只有选项A错误.【答案】A6.如图所示,在绝缘的光滑水平面上有A、B两个点电荷,A带正电,B带负电,电量都是q,它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态,必须在水平方向加一个匀强电场.当两电荷都处于静止状态时,(已知静电力常量为k)求:(1)匀强电场的电场强度;(2)AB连线的中点处的电场强度;(3)若撤去匀强电场,再在AB连线上放置另一点电荷,A、B仍能保持静止状态吗?请简要讨论说明.。
电场线和匀强电场
•
两带电量分别为q和-q 的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确 反映两电荷连线上场强大小E与x关系的 是( )
• 解析:由等量异种点电荷的电场强度的 关系可知,在两点电荷连线中点处电场 强度最小,但不是零,从两点电荷向中 点电场强度逐渐减小,因此A正确. • 答案:A
•
(2013·武汉大学附中期中联考)某 静电场中的电场线如图所示,带电粒子 在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹 如图中虚线所示,由M运动到N,以下说 法正确的是( )
• (1)小球所带的电荷量是多少? • (2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长
解析: (1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如 图所示. 由图可得 qE=mgtanθ, mgtanθ 故 q= E .
mg (2)F= ,剪断丝线后小球所受静电力和重力的合力 cosθ 与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等, 故剪断丝线后小球所 F合 mg 受重力、静电力的合力等于 ,小球的加速度 a= m = cosθ g . 小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线 cosθ b 1 2 运动, 当碰到金属板时, 它的位移为 x= , 由 x= at 得, sinθ 2 2bcosθ 2b t= = g cotθ. gsinθ mgtanθ 2b 答案:(1) E (2) g cotθ 2x a=
• 【解析】 场强是矢量,有大小和方向, 故场强相同的只有C选项.A、B选项中 的A、B两点场强大小相等,但方向不同, D选项中的A、B两点场强方向相同,但 大小不等. • 【答案】 C
• 【方法总结】 • 利用电场线解题,必须掌握电场线的特 点和几种典型的电场线的特征,电场线 的特点如下: • (1)电场线是一些假想的线,实际上并不 存在. • (2)电场线的切线方向为该点的电场强度 方向. • (3)电场线越密,电场强度越大;反之, 电场强度越小.要了解各种常见电场的 电场线分布特点.
电场线
O
+ N
如图所示,a、b两个点电荷带等量的正电荷,位置 固定,O为ab中点,O1O2通过O点与ab垂直,一个 电子(重力可忽略)从O一侧沿O1O2方向射入,则 电子穿过O再向右运动的过程中( )
A、它的加速度逐渐变大 B、它的加速度逐渐变小 C、它的加速度开始一段逐渐增大,后来逐渐减小 D、它的加速度开始一段逐渐减小,后来逐渐增大
3、等量同号点电荷
等量同种点电荷电场线分布特点:
1、连线的中点O处场强最小为零(为什么?) , 此处无电场线;从O点沿连线向两侧直到电荷场强 增大。无电场线的地方场强不一定都为零。
2、从O点沿中垂线到无限远,场强先变大后变小, 方向从O点指向两侧。 3、中垂线上关于O点对称处的场强大小相等,方 向相反。 4、以中垂线或连线为对称的点场强大小相等但方 向不同
B、电场线从a指向b,所以Ea > Eb
C、电场线是直线,所以Ea = Eb D、不知附近的电场线分布, Ea、Eb的大小 不能确定 a b
三、电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹
但带电粒子轨迹可以与电场线重合,其条件 为: 1、电场线是直线 2、带电粒子的初速度为零或初速度方向与电 场方向平行 3、带电粒子只受电场力作用
a
O1 O O2
b
4、等量异号点电荷
等量异种点电荷电场线分布特点: 1、两电荷连线上,中点O的场强最小,但不为 零,场强方向从正电荷指向负电荷。 2、两电荷连线的中垂线上,从O点沿中垂线向 外逐渐减小,场强方向均相同,且总与中垂线 垂直;平行于两电荷连线从正电荷指向负电荷 3、在中垂线上,关于中点O对称处的场强相同 (大小、方向)。 4、以中垂线或连线为对称的点场强大小相等但 方向不同
练习:如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连 线的中垂线上的P点放一个静止的负的点电荷,不计重 力,下列说法正确的是( ) A、点电荷从P到O的过程中,加速度越来越大,速度 也越来越大 B、点电荷从P到O的过程中,加速度越来越小,速度 越来越大 C、点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值 D、点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越 大,直到粒子速度为零 P
电场线
4.相距为 a 的 A、B 两点分别带有等量异种电荷 Q、-Q,在 A、B 连线中点处的电场强度为( D ) A.零
2 kQ C. a 2
kQ B. a 2 ,且指向-Q
,且指向-Q
8kQ D. a 2
,且指向-QΒιβλιοθήκη 5.如图 1-3-15 所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子 通过该电场区域时的运动轨迹,a、b 是轨迹上的两点.若带电粒子在运 动中只受电场力的作用,则由此图可作出正确判断的是( ACD )
例1:如图,是静电场的一部分电场线的分布, 下列说法正确的是:( ) B A、这个电场只能是负点电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小,aA>aB (只考虑静电力) D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切 B 线方向
A
如图所示,为一条水平向右的电场线, 由此能确定a、b、c三点的场强方向吗?能 否判断三点的场强的大小?为什么?
例3:正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点 作减速运动,且运动的加速度值越来越小(重 力不计),则可以确定它所处的电场可能是: ( C )
P Q P Q P Q P Q
A
B
C
D
例4:如图a所示,A、B是一个点电荷产生的电场 的电场线,如图b,在电场线上a、b两处的检验 电荷的电荷量q与所受静电力F之间的函数图线, 则:( ) B A、点电荷是正电荷,位置在B侧 B、点电荷是正电荷,位置在A侧 C、点电荷是负电荷,位置在A侧 D、点电荷是负电荷,位置在B侧
2
度 E 可达无穷大
3.如图 1-3-12 所示,M、N 为两个等量同种电荷,在其连线的中垂 线上的 P 点放一静止的点电荷 q(负电荷),不计重力,下列说法中正 确的是( C )
电场线
电场线导读:本文电场线,仅供参考,如果觉得很不错,欢迎点评和分享。
教学目标知识目标1、知道什么视电场线,知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱;2、知道一个点电荷、两个等量点电荷、点电荷与带电平行板间的电场线的分布;3、知道什么视匀强电场,以及匀强电场的电场线的分布;4、知道两块靠近的平行金属板,大小相等,互相正对,分别带有等量的正负电荷,他们之间的电场(除边缘附近外)是匀强电场.教学建议教材分析电场线的要点:1、电场线是假想的:电场线是人们用来形象的描述电场的分布而画出的一簇曲线,虽然实验模拟了这簇曲线的形状,但是实验没有正是电场线的真是存在,电场线是假想的.2、电场线不是闭合曲线:在静电场中,电场线起始于正电荷,终止于负电荷,不形成闭合曲线.3、电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致.4、电场线的疏密与电场强弱的关系:电场线的疏密程度与场强大小有关,电场线密处电场强,电场线疏处电场弱.5、电场线在空间不相交.注意:在最后归纳相互电场线表达的意义,特别要强调电场线上每一点的切线方向,就是该电的场强方向,强调电场线的疏密与场强大小的关系.重点难点1、重点是电场线的定义,以及电场线的分布2、难点是电场线的特点和匀强电场线的特征关于电场线讲解的教法建议电场线是为形象描述电场中电场强度分布情况而假想的线,是法拉第首先提出的.讲述电场线时,一定要通过实验将抽象的知识具体化,根据条件可用验电羽,或蓖麻油内悬浮头发屑等方法演示正负点电荷产生的电场的电场线,和等量、异种点电荷、等量同种点电荷产生电场的电场线,以及匀强电场的电场线.同时要求学生能够画出正负电荷、等量异种电荷、等量同种点电荷产生的电场和匀强电场的电场线.教学设计示例电场线一、教学目标1、在物理知识方面的要求:(1)掌握用电场线表示电场强度的方法;(2)掌握常见电场的电场线画法;(3)掌握匀强电场.2、通过观察演示实验,概括出经典电场的电场线特点,培养学生的观察概括能力.二、教具感应起电机一个、验电羽两个,两块带有验电羽的绝缘铝板.三、主要教学过程(一)复习提问1、电场强度的定义及其物理意义是什么?2、电场强度的决定因素是什么?3、及有什么联系与区别?4、简述电场强度的叠加原理.(二)引入新课电场看不见,摸不着,想个什么样的方法来形象地描述它呢?在初中,同学们学过磁场,磁场也看不见摸不着;当时用什么方法来形象地描述它呢?用磁感线.磁感线是真实存在的呢?不存在,是假想的.用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向.磁感线在条形磁体外部由N极指向S极,内部由S极指向N 极,是闭合曲线,且外部稀疏内部稠密.磁感线有走向,磁感线上某点切线方向为该点磁场方向,也是该点所放小磁针的N极指向,即N极受力方向.磁感线不相交(如图1所示).形象直观地描述磁场用磁感线,形象直观地描述电场呢?(三)教学过程设计1、电场线概念引入英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象,他在电场中画了一些线,使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,并使线的疏密表示场强的大小.这些线称为电场线.2、几种常见电场的电场线匀强电场(1)点电荷电场的电场线如图2(a)所示,在A点放正电荷Q,研究该电场的电场线.为此在Q的周围B点放上+1C的点电荷q,它受到的电场力方向在A 与B连线上,并且由A指向B,再在A与B连线上取任一点C,放+1C点电荷q,它受的电场力方向仍在连线上,方向由A向C,由于电场线在B与C的切线共线,所以射线AC为一条电场线.同理,由A点出发的所有射线都可以是电场线,但考虑到对电场线的另一要求,它的疏密应表示E的大小,再考虑到空间对称,所以每对相邻电场线间的夹角应该相同,所以电场线应是图2(b)所示的样子.对负电荷Q的电场线,只需将正点电荷Q的电场线反向即可.如图2(c)所示.(2)等量异号点电荷的电场线如图3(a)所示,在A点与B点分别放上点电荷+Q与-Q,并研究它们的电场线的形状.首先研究直线AB上的情况,在A与B之间的连线的任一点放上+1C的点电荷q,q受到两个电荷同时作用,而合力方向在A与B 的连线上,由此可知,线段AB是一条电场线,方向由A指向B,再将q放于B点右侧直线上的任一点,发现q受的合力方向也在AB 连线上,并指向B,所以终止于B点的这条射线也是一条电场线,方向指向B.再将q放于A点左侧直线上的任一点,发现q受的合力方向也在AB直线上,方向由A向外,所以从A点出发的,方向背向A点的这条射线也是一条电场线.A与B连线上的电场线情况如图3(a)所示.再研究线段AB的垂直平分线上的情况.为此在其上任一点放上+1C的点电荷q,它受到的两个点电荷的作用力等大,而合力都垂直,如图3(b)所示.所以通过的所有电场线都应与垂直.再在直线的两侧取D与,使它们对直线成轴对称.将+1C的点电荷q放于D点,它所受的合力指向斜上方;将q放于点,它受的合力指向斜下方.可以看出,从A点出发,经过D、回到B 的一条曲线是一条电场线,如图3(c)所示.同理,在直线AB的上边与下边可以画出许多这样的电场线,但考虑到电场线的疏密应对应场强的弱强的要求,电场线只能画成图3(d)所示的形状.最后应指出,电场线并不只存在于纸面上,而是分布于整个立体空间.要想研究空间某一点的场强情况,只需将纸平面以AB线为轴转动到该点即可.(3)等量同号点电荷电场的电场线用上述的方法也可以得到等量同号点电荷的电场线,如图4所示.分析方法略去.(4)均匀带电的无限大平面电场的电场线图5(a)所示为均匀带正电的无限大平面,在平面上任一点A放+1C点电荷q,它所受电场力方向如何?由于空间对称,可以肯定q受力的方向一定垂直平面a向上,所以垂直平面a的所有向上的、向下的直线,都可能是电场线,但考虑到电场线的疏密应该表示场强的强弱,又考虑到空间对称,因而电场线各处的疏密相同,所以电场线只能画成图5(b)的形状,即电场线是疏密均匀的平行线.对于无限大均匀带负电的平面,电场线形状图5(c)所示.电场线仍是疏密均匀的平行线,只是指向平面.这说明在无限大均匀带电平面的两侧场强大小、方向相同.这种电场称为匀强电场.(5)带有等量异号电荷的无限大平行金属板的电场的电场线如图6(a)所示,带有等量异号电荷的两个无限大平面平行放置,由于对称,每个平面上电荷的分布是均匀的.由场的叠加原理可知,每个带电平面都在它的周围独立地产生电场,而总的电场应为两个分电场的矢量合.图6(b)画出了每个带电平面的电场线,实线代表正电荷的电场线,虚线代表负电荷的电场线.由于它们都是匀强电场,各分场场强大小处处相等,只是方向有差别.在两板之间两场方向相同,叠加后场强增大;在两板外侧,两场方向相反,互相抵消,场强为0,整个电场电场线的形状如图6(c)所示.3、电场线的演示(l)点电荷电场线的演示如图7(a)所示将验电羽与感应起电机的一个放电杆接通,摇动电机,验电羽上丝线会按场强方向排列,因而显示出电场线.可以看出,电场线形状与图2(b)相似.(2)演示等量异号点电荷电场线放好两个验电羽,如图7(b)所示,再用导线将它们分别与起电机的两个导电杆相连,摇动电机,丝线排列在电场方向上,形成类似图3(d)的形状.(3)演示等量同号点电荷电场线如图7(b)所示,再用导线将同一个导电杆与两个验电羽相连,摇动起电机,丝线排成形成类似图4的形状.(4)演示带有等量异性电荷平行金属板的电场线如图7(c)所示用导线将两板分别与起电机的两个放电杆连接,并摇动起电机,丝线就排列在电场线方向上.可以观察到,在两板的中央部分,电场线是平行的,其余边缘部分电场线不平行,如图8所示.这是因为平行金属板并非无限大所致,且非正对面上的丝线不动,原因是外侧.4、总结电场线的性质(l)电场线是假想的,不是真实的.感谢阅读,希望能帮助您!。
电场基础知识点
电场基础知识点电场是物理学中的一个重要概念,用来描述电荷的相互作用和电势分布等现象。
在本篇文章中,我们将介绍一些关于电场的基础知识点,包括电场的定义、电场强度、电场线、电势以及库仑定律等内容。
通过学习这些知识,我们可以更好地理解电场及其在电磁学中的应用。
1. 电场的定义电场是由电荷所产生的一种物理场。
当电荷存在时,它会在周围空间中产生电场,其他电荷将受到电场力的作用。
2. 电场强度电场强度是电场的物理量,表示单位正电荷所受的电场力。
用符号E表示,单位是牛顿/库仑。
电场强度的计算公式为E = F/Q,其中F是电场力,Q是电荷量。
3. 电场线电场线是用来描绘电场分布的曲线。
在电场中,电场线始终与电场强度的方向垂直。
电场线的密度表示了电场强度的大小,密集的电场线表示强电场,稀疏的电场线表示弱电场。
4. 电势电势是描述电场中一点电势能的物理量。
单位为伏特,记作V。
电势也可以说是单位正电荷所具有的电位能。
不同位置的电势差可以用于计算电场中电荷的移动情况。
5. 库仑定律库仑定律描述了两个点电荷相互之间的电场力。
它的数学表达式为F = k*q1*q2/r^2,其中F表示电场力,k是库仑常数,q1和q2是两个电荷的电荷量,r是两者之间的距离。
6. 高斯定律高斯定律用于计算电场的分布情况。
它表明,一个封闭曲面上的电场通量与该曲面所包围的总电荷成正比。
高斯定律可以通过计算曲面积分来求解电场。
7. 电势场电势场是由电荷在空间中所形成的一种有序分布。
不同位置的电势差可以用于计算电荷在电场中的势能变化。
8. 等势线等势线是描绘电势分布的曲线。
在等势线上任意两点之间的电势差为零,表示相同电势。
等势线上的电场线垂直于等势线。
总结:电场是物理学中研究电荷相互作用的重要概念。
本文介绍了电场的定义、电场强度、电场线、电势、库仑定律、高斯定律等基础知识点。
通过学习这些知识,我们能够更好地理解电场的特性及其在电磁学中的应用。
希望本文能够帮助您对电场有更深入的了解。
电场线
1、电场线概念
定义:在电场中人为画出一系列曲线,使得这些曲线Байду номын сангаас 任何一点的切线方向与场强方向一致,疏密程度反映电 场的相对强弱。
1、电场线是人为引入的假想线,现实当中是不存在的; 2、电场线的切线方向表示电场的方向,疏密程度反映电 场的相对强弱; 3、任何两条电场线不相交、不相切。
几种常见的电场线
1、点电荷
+
孤立点电荷的电场
特点:关于中心对称,找不到场强相同的两个点
2、等量异种电荷
等量异种点电荷的电场 特点:关于连线和中垂线对称
3.等量同种电荷
特点:关于连线和中垂线对称
4.匀强电场
匀强电场
特点:平行等间距的直线
小结
电场线是人为引入的假想线,引入的目的 是为了对电场的描述更形象、更直观。要特别 注意几种典型的电场线的对称性分布特点。
高中物理每日一点十题之几种常见的电场线
高中物理每日一点十题之几种常见的电场线一知识点1.点电荷形成的电场中,电场线及电场强度的分布特点①点电荷周围场强最大,离点电荷越远的地方,场强越小 ②以点电荷为球心的球面上的各点场强大小相等,方向不同2. 等量异种点电荷形成的电场中,电场线及电场强度的分布特点①由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变小后变大 ②从两点电荷连线中点O 沿中垂线到无限远,电场强度逐渐变小③关于O 点对称的两点电场强度等大同向3. 等量同种点电荷形成的电场中,电场线及电场强度的分布特点①由左向右,两点电荷连线上的电场强度先变小后变大.连线中点O 电场强度为零②两点电荷连线中点O 沿中垂线到无限远,电场强度先变大后变小③关于O 点对称的两点电场强度等大反向光芒四射 众矢之的 手牵手,心连心 势不两立 1.正点电荷 2.负点电荷 4.等量同种点电荷 3.等量异种点电荷十道练习题(含答案)一、单选题(共8小题)1. 如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是( )A. Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度B. Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度C. Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度D. Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度2. 如图所示的是一个点电荷周围的电场线,下列判断中正确的是( )A. 该点电荷为负电荷,距点电荷越近处电场强度越大B. 该点电荷为负电荷,距点电荷越近处电场强度越小C. 该点电荷为正电荷,距点电荷越近处电场强度越大D. 该点电荷为正电荷,距点电荷越近处电场强度越小3. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a运动到b,电场力做正功.已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b,则下列判断正确的是( )A. 若Q为正电荷,则q带正电,F a>F bB. 若Q为正电荷,则q带正电,F a<F bC. 若Q为负电荷,则q带正电,F a>F bD. 若Q为负电荷,则q带正电,F a<F b4. 下列各图中的电场线,能正确描述两个等量同种点电荷电场的是( )A. B.C. D.5. 如图甲所示是等量同种点电荷的电场线,如图乙所示是电场中的一些点,O是电荷连线的中点,四边形EFGH是以O点为中心的矩形,且EF与两电荷连线平行,B、C和A、D也关于O点对称,则下列说法正确的是( )甲乙A. A、D两点的电场强度大小和方向都相同B. B、C两点的电场强度大小和方向都相同C. E、G两点的电场强度大小相等、方向相反D. E点的电场强度小于O点的电场强度6. 等量异种点电荷在真空中的电场分布情况如图所示.图中O点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的垂直平分线,OM=ON.下列说法正确的是( )A. 同一电荷在O、M、N三点所受的电场力相同B. 同一电荷在O、M、N三点的电场力方向相同C. O、M、N三点的电场强度大小关系是E M=E N>E OD. 把另一自由电荷从M点静止释放,将沿MON做往复运动7. 如图所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的静电力分别为F d、F c、F e,则下列说法中正确的是( )A. F d、F c、F e的方向都是水平向右B. F d、F c的方向水平向右,F e的方向竖直向上C. F d、F e的方向水平向右,F c=0D. F d、F c、F e的大小都相等8. 真空中有两个等量异种点电荷,以两点电荷连线中点O为坐标原点,以它们连线的垂直平分线为x 轴,图中能正确表示x轴上电场强度变化情况的是( )A. B. C. D.二、多选题(共2小题)9. 如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量同种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法正确的是( )A. A、B两处电场强度相同B. C、D两处电场强度不同C. 在虚线AB上O点的电场强度最小D. 在虚线CD上O点的电场强度最大10. 电场线能很直观、很方便地比较电场中各点电场强度的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线的垂直平分线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则( )A. B、C两点电场强度大小和方向都相同B. A、D两点电场强度大小相等,方向相反C. E、O、F三点比较,O点电场强度最强D. B、O、C三点比较,O点电场强度最弱1. 【答案】A【解析】正电荷的电场线向外辐射,电场线密的地方电场强度大,所以A正确.2. 【答案】C【解析】由电场线分布可知,这是正点电荷形成的电场线,由E=k,可知距点电荷越近处电场强度越大,选项C正确.3. 【答案】A【解析】由于粒子由a运动到b电场力做正功,可知电场力指向外侧,Q、q为同种电荷.电场线密集的地方电场强度大,由F=Eq知F a大,A正确.4. 【答案】D【解析】等量同种电荷是相互排斥的,它们产生的电场线是沿电荷的连线对称的,并且电场线是从无限远(或正电荷)发出,到负电荷(或无限远)终止的,故D正确,A、B、C错误.5. 【答案】C【解析】由对称性可知,A、D两点的电场强度大小相等,方向相反,故A错误;由对称性可知,B、C两点的电场强度大小相等,方向相反,故B错误;由对称性可知,E、G两点的电场强度大小相等、方向相反,故C正确;由电场的叠加原理可知,O点电场强度为0,E点的电场强度不为0,故D错误.6. 【答案】B【解析】O、M、N三点的电场强度方向相同,但大小不同,O点场强最大,E M=E N<E O,同一电荷在三点所受的电场力大小不同,方向相同,故选项A、C错误,B正确;把另一电荷从M点静止释放,由于受到水平的电场力作用,所以不会沿MON做往复运动,故选项D错误.7. 【答案】A【解析】由等量异种电荷周围的电场分布可知,d、c、e三点电场强度方向都是水平向右,正点电荷在各点所受静电力方向与电场强度方向相同,故A正确,B、C错误;两点电荷连线上电场强度由a 到b先减小后增大,垂直平分线上由c到无穷远处逐渐减小,因此c点电场强度是两点电荷连线上最小的(但不为0),是垂直平分线上最大的,故F d>F c>F e,故D错误.8. 【答案】A【解析】两等量异种点电荷电场的电场线如图所示,在它们连线的垂直平分线上,从连线上的中点O 到无穷远处的电场强度逐渐减小,故选A.9. 【答案】BC【解析】根据等量同种点电荷的电场分布特点,可知A、B两处的电场强度大小相等,方向相反,选项A错误;C、D两处的电场强度大小相等,方向相反,选项B正确;在虚线AB上O点的电场强度最小,在虚线CD上O点的电场强度也最小,故选项C正确,D错误.10. 【答案】ACD【解析】根据对称性可知,B、C两处电场线疏密程度相同,则B、C两点电场强度大小相等,两点电场强度的方向均由B指向C,方向相同,A正确;根据对称性可知,A、D两处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等,由图看出,A、D两点电场强度方向相同,B错误;由图看出,E、O、F三点中,O处电场线最密,所以O的电场强度最强,C正确;由图看出,B、O、C三点中,O 处电场线最稀疏,所以O点电场强度最弱,D正确.。
等量同种电荷之间的电场线
等量同种电荷之间的电场线
摘要:
1.引言
2.等量同种电荷之间的电场线概念
3.等量同种电荷之间的电场线特点
4.等量同种电荷之间的电势变化
5.总结
正文:
一、引言
电场线是描述电场分布的一种图像化方式,它可以帮助我们直观地了解电场的性质和特点。
在同种电荷之间,由于它们之间的相互作用力是斥力,因此它们会产生特定的电场线分布。
本文将从等量同种电荷之间的电场线入手,探讨其特点以及相关的电势变化。
二、等量同种电荷之间的电场线概念
等量同种电荷之间的电场线是指,在空间中存在两个或多个同种电荷时,它们之间产生的电场线。
在这种情况下,电场线的起点是正电荷,终点是负电荷。
三、等量同种电荷之间的电场线特点
等量同种电荷之间的电场线具有以下特点:
1.电场线是从正电荷出发,指向负电荷。
2.电场线的密度表示电场的强度,密度越大,电场强度越大。
3.电场线是直线,因为同种电荷之间的相互作用力是沿着它们之间的连线
方向。
4.在等量同种电荷之间,电场线是关于连线对称的。
四、等量同种电荷之间的电势变化
在等量同种电荷之间,由于它们之间的相互作用力是斥力,因此它们之间的电势会随着距离的增大而减小。
具体来说,当距离为无穷远时,电势为零;而当距离为最近时,电势达到最大值。
因此,等量同种电荷之间的电势变化可以用一个倒数函数来表示。
五、总结
等量同种电荷之间的电场线具有独特的特点,它们可以帮助我们了解同种电荷之间的相互作用力和电势分布。
基本内容电场线电通量高斯定理
0 r R1
E 0
R2
Q2
R1
(2) R1 r R2
Q1 E 4 π 0 r 2 Q1 Q2 E 4 π 0 r 2
Q1
O
I
II
III
(3) r R2
方向:沿着径向向外呈辐射状;
例4.7 无限长均匀带电直线的电场强度 ※※ 无限长均匀带电直线,单位长度上的电荷,即 电荷线密度为 ,求距直线为 处的电场强度.
+
S S′
q Φe E dS
S
由电场线的性质 可 知 , 通 过 球 面 S′ 的电场线必定全部 通过闭合面S,因此 ,通过任意形状的 包围点电荷q的闭合 面的电通量都等于 q/ε0 ;
0
dΦ 1 E 1 dS1 0 dΦ2 E2 dS2 0 q
Ea
b
a
c
Ec
E
S
E
点电荷的电场线
正 点 电 荷 负 点 电 荷
+
一对等量异号点电荷的电场线
+
一对等量正点电荷的电场线
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一对不等量异号点电荷的电场线
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带电平行板电容器的电场线
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电场线特点
1)起始于正电荷,终止于负电荷(或来自无穷远, 去向无穷远),不会在没有电荷处中断. 2)在没有点电荷的空间里,电场线不相交.因为 电场中每一点只能有一个确定的方向;
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高中物理电场线ppt
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常见的几种电场线:
正点电荷:(光芒万丈)VIP特权福利
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等量异种电荷的电场线特点
等量异种电荷的电场线特点
等量异种电荷之间的电场线具有以下特点:
1. 电场线自同种电荷流向异种电荷。
在等量异种电荷的情况下,电场线自同种电荷(正电荷或负电荷)流向异种电荷(负电荷或正电荷)。
这是因为电荷之间存在相互吸引的力,同种电荷之间的排斥力会使电场线从同种电荷流向异种电荷。
2. 电场线从正电荷指向负电荷。
正电荷和负电荷之间存在电场力,正电荷对周围空间产生的电场指向负电荷。
这是因为正电荷和负电荷之间的电场力是相互吸引的。
3. 电场线的密度与电荷量成正比。
电场线的密度表示了单位面积内电场线的数量,而电荷量表示了电场的强度。
等量异种电荷之间的电场线密度与电荷量成正比,即电荷量越大,电场线密度越大。
4. 电场线在电荷周围呈现出放射状分布。
在等量异种电荷的情况下,电场线会从电荷上发散出来,形成放射状的分布。
这是因为电荷对周围空间产生的电场力会使电场线从电荷上发散出来。
5. 电场线趋于平行。
在等量异种电荷的情况下,电场线趋于平行。
这是因为电场线的方向受到电场的影响,而等量异种电荷之间的电场力是相互吸引的,使电场线趋于平行。
等量异种电荷之间的电场线具有从同种电荷流向异种电荷、从正电
荷指向负电荷、密度与电荷量成正比、呈放射状分布以及趋于平行等特点。
这些特点反映了等量异种电荷之间的电场力相互作用规律。
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火花放电在生活中常会遇到.干燥的冬天 身穿毛 火花放电在生活中常会遇到 干燥的冬天,身穿毛 干燥的冬天 衣和化纤衣服,长时间走路之后 由于摩擦, 长时间走路之后,由于摩擦 衣和化纤衣服 长时间走路之后 由于摩擦,身体上 会积累静电荷.这时如果手指靠近金属物品 这时如果手指靠近金属物品,你会感 会积累静电荷 这时如果手指靠近金属物品 你会感 到手上有针刺般的疼痛感。 到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起 如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近其他金 的.如果事先拿一把钥匙 让钥匙的尖端靠近其他金 如果事先拿一把钥匙 属体,就会避免疼痛 在光线较暗的地方试一试, 就会避免疼痛.在光线较暗的地方试一试 属体 就会避免疼痛 在光线较暗的地方试一试,在 钥匙尖端靠近金属体的时候,不但会听到响声 不但会听到响声,还会 钥匙尖端靠近金属体的时候 不但会听到响声 还会 看到火花. 看到火花 在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体 存在大量易燃气体,工作 在一些工厂或实验室里 存在大量易燃气体 工作 人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好 这种鞋的导电性能很好, 人员要穿一种特制的鞋 这种鞋的导电性能很好, 能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累 避免电荷在人体上的积累,以 能够将电荷导入大地 避免电荷在人体上的积累 以 免产生火花放电,引起火灾 引起火灾. 免产生火花放电 引起火灾
生活中的静电现象 一.放电现象 问题:什么是放电现象?有哪些种类?
带电物体失去电荷的现象叫做放电现象
1、火花放电
当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场 当高压带电体与导体靠得很近时 强大的电场 会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空 会使它们之间的空气瞬间电离, 气形成电流.由于电流特别大 产生大量的热,使空气 气形成电流 由于电流特别大,产生大量的热 使空气 由于电流特别大 产生大量的热 发声发光,产生电火花.这种放电现象叫火花放电 发声发光,产生电火花 这种放电现象叫火花放电
例3.如图中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两处的场强大小,则[ ] A.A、B两点的场强方向相同 B.电场线从A指向B,所以EA>EB C.A、B同在一条电场线上,且电场线 是直线,所以EA=EB D.不知A、B附近的电场线分布状况, EA、EB的大小不能确定
2.接地放电 接地放电 地球是良好的导体,由于它特别大 所以能够接受 地球是良好的导体 由于它特别大,所以能够接受 由于它特别大 大量电荷而不明显地改变地球的电势, 大量电荷而不明显地改变地球的电势,这就如同 从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海 从海洋中抽水或向海洋中放水 并不能明显改变海 平面的高度一样.如果用导线将带电导体与地球相 平面的高度一样 如果用导线将带电导体与地球相 电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少 连,电荷将从带电体流向地球 直到导体带电特别少 电荷将从带电体流向地球 直到导体带电特别少, 可以认为它不再带电。 如果导体带正电 如果导体带正电, 可以认为它不再带电。(如果导体带正电,实际上 是自由电子从大地流向导体。 是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从 导体流向大地。 导体流向大地。) 生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这 生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累 这 时接地是一项有效措施. 时接地是一项有效措施
2、尖端放电 、
通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强, 通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分 子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“ 子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开, 这个现象叫做空气的电离。 这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移 动的电荷,空气就可以导电了。 动的电荷,空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电 失去电子的原子带正电,叫做正离子。 子,失去电子的原子带正电,叫做正离子。 由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上 导体上的静电荷总是分布在表面上, 由于同种电荷相互排斥 导体上的静电荷总是分布在表面上, 而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以 而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集 所以 尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速 尖端附近空气中的电场特别强 使得空气中残存的少量离子加速 运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。 运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。 这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象. 这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象 尖端放电在技术上有重要意义.高压输电导线和高压设备的金属 尖端放电在技术上有重要意义 高压输电导线和高压设备的金属 元件,表面要很光滑,为的是避免因尖端放电而损失电能或造成 元件,表面要很光滑 为的是避免因尖端放电而损失电能或造成 事故。 事故。
如果您在日常生活中,经常遭遇静电“突袭” 如果您在日常生活中,经常遭遇静电“突袭”,不妨尝试 以下办法:梳头前,先将梳子在水里蘸一下, 以下办法:梳头前,先将梳子在水里蘸一下,就能防止静 电产生;接触门把手、水龙头等电导体前,先用手摸一下 电产生;接触门把手、水龙头等电导体前, 墙壁或湿毛巾,将体内静电“ 出去; 墙壁或湿毛巾,将体内静电“放”出去;居室内尽量避免 使用化纤、塑料质地的饰物; 使用化纤、塑料质地的饰物;最好穿柔软的棉织或丝织内 可以调节皮肤和内衣之间的微气候环境, 衣,可以调节皮肤和内衣之间的微气候环境,减少静电生 勤洗澡、勤换衣服, 成;勤洗澡、勤换衣服,消除人体表面积聚的电荷和带电 尘埃;洗衣服时还可以放入适量柔顺剂。此外,当室内空 尘埃;洗衣服时还可以放入适量柔顺剂。此外, 气相对湿度低于35%时,容易产生静电,所以,家里应该 气相对湿度低于 时 容易产生静电,所以, 常拖地、勤洒水或使用加湿器。 常拖地、勤洒水或使用加湿器。 因。
静电的应用
1.静电除尘器 静电除尘器
以煤为燃料的工厂、电站,每天排出的烟带走大量的煤粉, 以煤为燃料的工厂、电站,每天排出的烟带走大量的煤粉,不 仅浪费燃料,而且造成严重的环境污染。 仅浪费燃料,而且造成严重的环境污染。可以利用静电除尘器消除 烟气中的煤粉。除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝 组成, 接 和悬在管中的金属丝B组成 烟气中的煤粉。除尘器由金属管 和悬在管中的金属丝 组成,A接 到高压电源正极, 接到高压电源负极 接到高压电源负极。 、 之间有很强的电场 之间有很强的电场, 到高压电源正极,B接到高压电源负极。A、B之间有很强的电场, 而且距B越近电场越强。B附近的空气分子被强电场电离为电子和 而且距 越近电场越强。 附近的空气分子被强电场电离为电子和 越近电场越强 正离子,正离子吸到B上得到电子又变成空气分子 上得到电子又变成空气分子。 正离子,正离子吸到B上得到电子又变成空气分子。电子奔向正极 A的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极 上, 的过程中, 的过程中 遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上 排出的烟就成为清洁的了。静电还广泛地应用于静电喷涂、 排出的烟就成为清洁的了。静电还广泛地应用于静电喷涂、静电植 静电复印等方面。 绒、静电复印等方面。
●印刷厂里,纸页之间的摩擦起电,会使纸页粘在一起难于分 印刷厂里,纸页之间的摩擦起电, 给印刷带来麻烦。 开,给印刷带来麻烦。 印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电, ●印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电,会吸引空气中的 尘埃,印染质量下降。 尘埃,印染质量下降。 ●在制药生产中,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的 在制药生产中,由于静电吸引尘埃, 纯度。 纯度。 在电子计算机的机房中, ●在电子计算机的机房中,人体带电可能妨碍电子计算机正 常运行。 常运行。 静电荷积累到一定程度,会产生火花放电。在地毯上行走的人, ●静电荷积累到一定程度,会产生火花放电。在地毯上行走的人, 与地毯摩擦而带的电如果足够多,他伸手去拉金属门把手时, 与地毯摩擦而带的电如果足够多,他伸手去拉金属门把手时,手 与金属把手间会产生火花放电,严重时会使他痉挛。 与金属把手间会产生火花放电,严重时会使他痉挛。 在空气中飞行的飞机, ●在空气中飞行的飞机,与空气摩擦而带的电在着陆过程中如果 没有导走,地勤人员接近机身时,人与飞机间会产生火花放电, 没有导走,地勤人员接近机身时,人与飞机间会产生火花放电, 严重时能将人击倒。 严重时能将人击倒。 静电对现代高精密度、高灵敏度Байду номын сангаас电子设备颇有影响。 ●静电对现代高精密度、高灵敏度的电子设备颇有影响。带静电 很多的人甚至可以使那些灵敏、脆弱、 很多的人甚至可以使那些灵敏、脆弱、小巧玲珑的电子器件因火 花放电而被击穿,毁坏一部电子仪器。 花放电而被击穿,毁坏一部电子仪器。
3、避雷 、
三.静电的防止和应用 静电有哪些表现?危害?怎么防止?应用? 静电有哪些表现?危害?怎么防止?应用?
在干燥的秋冬季节,我们常会遭到静电的“骚扰” 早上梳头时, 在干燥的秋冬季节,我们常会遭到静电的“骚扰”:早上梳头时, 头发会越梳越乱,甚至立起来;脱衣服时,常会噼啪作响, 头发会越梳越乱,甚至立起来;脱衣服时,常会噼啪作响,还伴有 蓝光;摸门把手、拉铝合金窗户,甚至开水龙头时, 蓝光;摸门把手、拉铝合金窗户,甚至开水龙头时,手都会感到电 击似的刺痛。 击似的刺痛。 高温、干燥的室内是“电荷纷飞”的高危地带, 高温、干燥的室内是“电荷纷飞”的高危地带,由于空气湿度 化纤衣物、地毯、坐垫、墙纸等受到摩擦,都会产生静电。 小,化纤衣物、地毯、坐垫、墙纸等受到摩擦,都会产生静电。如 果静电聚集达到一定的电压,人接触时,就会产生“触电”现象。 果静电聚集达到一定的电压,人接触时,就会产生“触电”现象。 比如,静电电压达到2000伏时,人的手指就有感觉;超过 伏时, 伏时, 比如,静电电压达到 伏时 人的手指就有感觉;超过3000伏时, 伏时 手会感到刺痛;超过7000伏时,人就有被电击的感觉。但由于摩擦 伏时, 手会感到刺痛;超过 伏时 人就有被电击的感觉。 生电的时间较短,电流很小,所以不会对人造成危险。 生电的时间较短,电流很小,所以不会对人造成危险。 但是,临床医生提醒人们,对于某些特殊体质的人来说, 但是,临床医生提醒人们,对于某些特殊体质的人来说,静电 也可能伤身,比如神经衰弱、高血压、心脏病、精神病患者等; 也可能伤身,比如神经衰弱、高血压、心脏病、精神病患者等;持 久的静电还会导致人体血液碱性升高,使人产生鼻喉不适、 久的静电还会导致人体血液碱性升高,使人产生鼻喉不适、头晕胸 闷等症状;此外,静电还吸附有大量尘埃,含有病毒、 闷等症状;此外,静电还吸附有大量尘埃,含有病毒、细菌等有害 物质,人吸入后会影响健康。 物质,人吸入后会影响健康。