电场的力的性质专题复习总结 (1)
第1讲 电场中力的性质
八、电场线 1、概念:为了直观形象地描述电场中各点的 强弱及方向,在电场中画出一系列曲线, 曲线上各点的切线方向表示该点的场强方 向,曲线的疏密表示电场的弱度。这些曲 线就是电场线。 第一个用电场线描述电场的科学家是法拉第
3、感应起电:导体接近(不接触)带电 体,使导体靠近带电体一端带上与带 电体相异的电荷,而另一端带上与带 电体电荷相同的电荷。
三、电荷守恒定律: 电荷既不能创造,也不能消灭,只能 从一个物体转移到另一个物体,或者从物 体的一部分转移到另一部分,在转移的过 程中,电荷的总量不变。
例1:绝缘细线上端固定、下端悬挂一轻质小 球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘 金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示. 现使b带电,则( D ) A.a、b之间不发生相互作用 B.b将吸引a,吸在一起不分开 C.b立即把a排斥开 D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
等量同种电荷和等量异种电荷的中垂线上场强比较
比较项目
电场线图示
等量同种电荷
等量异种电荷
中垂线上交点O 处的场强 由O沿中垂线向 外场强的变化
关于O点对称的 两点场强的关系
为零
最大
先增大后减小
大小相等 方向相反
逐渐减小
大小相等 方向相同
例13: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。下列哪种情况能使P点 场强方向指向MN的左侧?AC A.Q1、Q2都是正电荷, 且Q1<Q2 B.Q1是正电荷,Q2是负 电荷,且Q1>|Q2| C.Q1是负电荷,Q2是正 电荷,且|Q1|< Q2 D.Q1、Q2都是负电荷, 且|Q1|<Q2|
C.式中 q 是产生电场的点电荷的电量,F 是放在电场中的点电荷受到的电场力 ,E是电场强度. D.在库仑定律的表达式 F=kq1q2/r2中,可 以把 kq2/r2 看作是点电荷 q2 产生的电场 在点电荷 q1 处的场强大小,也可以把 kq1/r2 看作是点电荷 q1 产生的电场在点 电荷q2处的场强大小. 答案:BD
1讲,电场力的性质复习
第1讲电场力学复习一、知识点复习检测:1、电荷产生的三种方式:。
元电荷:e= ,它是实物还是数值。
2、两电荷之间的力的关系为:同种电荷间,异种电荷间,在数值上(库仑定律)公式F= 。
3、库仑定律的条件:(1)(2)。
4、电场强度的公式为:(1)E= (2)(3)。
5、电场的方向可以表示为。
6、请画出高中阶段的电场线的分布图(三类5个):7、电场线的特点:。
8、电场线的作用:可以用表示电场的方向,可以用表示电场的强弱。
二、试题类型分布:1、电荷:例1:以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移例2:如图所示,A、B是两个架在绝缘支座上的金属球,都不带电,中间用导线连接,现用一带正电的小球C靠近B,撤去导线,然后移走C球,则A、B带电情况A.A球带正电,B球带负电 B.A球带正电,B球不带电C.A球不带电,B球带负电 D.以上说法都不正确2、电荷间的力:例3:关于库仑定律的公式F=k Q1Q2r2,下列说法中正确的是A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B.当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C.当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用例4:真空中有两个点电荷Q和q,它们之间的库仑力为F,下面那些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5FA 使Q的电量变为2Q,使q的电量变为3q,同时使它们间的距离变为原来的2倍B 使每个电荷的电量都变为原来的1.5倍,距离也变为原来的1.5倍C 使其中一个电荷的电量变为原来的1.5倍,距离为原来的1.5倍D 保持电量不变,使距离变为原来的2/3倍例5:如图所示,质量分别为m1和m2的两小球,分别带电荷量q1和q2,用同等长度的绝缘线悬于同一点,由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度则A.q1必等于q2 B.m1必等于m2C.q1/m1必等于q2/m2 D.q1=q2和m1=m2必须同时满足例6:真空中两个点电荷,电荷量分别为q1=8×109-C和q2=﹣18×109-C,+C两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.3、电场强度:例7:下列关于电场强度的说法中,正确的是A .公式E =qF 只适用于真空中点电荷产生的电场 B .由公式E =qF 可知,电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C .在公式F =k 221r Q Q 中,k 22r Q 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小;而k 21r Q 是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小D .由公式E =2rkQ 可…知,在离点电荷非常近的地方(r →0),电场强度E 可达无穷大 例8: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,电量的大小都是1q ,在b 、d 两个顶点上,各放一带负电的点电荷,电量的大小都是2q ,21q q 。
电场有关知识点总结
电场有关知识点总结在物理学中,电场是一个非常重要的概念,它与我们的日常生活和众多现代科技应用都息息相关。
接下来,让我们一起深入了解一下电场的相关知识点。
一、电场的定义电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,它对处于其中的电荷有力的作用。
这个力被称为电场力。
就好像我们身处地球的引力场中会受到重力作用一样,电荷在电场中会受到电场力的作用。
二、电场的性质1、电场具有力的性质电荷在电场中会受到电场力的作用,其大小可以通过库仑定律计算。
库仑定律表明,真空中两个静止的点电荷之间的作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$ 是库仑常量,$q_1$ 和$q_2$ 分别是两个点电荷的电荷量,$r$ 是它们之间的距离。
2、电场具有能的性质电荷在电场中具有势能,被称为电势能。
当电荷在电场中移动时,电场力做功会导致电势能的变化。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
三、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
它的定义是:放入电场中某点的电荷所受到的电场力$F$ 与该电荷的电荷量$q$ 的比值,叫做该点的电场强度,用$E$ 表示。
其表达式为:$E =\frac{F}{q}$。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
1、点电荷的电场强度对于一个电荷量为$Q$ 的点电荷,在距离它$r$ 处的电场强度大小为:$E = k\frac{Q}{r^2}$。
2、匀强电场电场强度大小和方向处处相同的电场称为匀强电场。
在匀强电场中,电场线是平行且等间距的直线。
四、电场线电场线是用来形象地描述电场的一种工具。
电场线上每一点的切线方向表示该点电场强度的方向,电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
1、电场线的特点(1)电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远。
(2)电场线在电场中不相交。
(3)电场线的疏密表示电场强度的大小。
高三物理《电场》知识学习总结要点总结_1
高三物理《电场》知识点总结电场.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:;带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2{F:点电荷间的作用力,k:静电力常量k=9.0×109N?m2/c2,Q1、Q2:两点电荷的电量,r:两点电荷间的距离,方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q{E:电场强度,是矢量,q:检验电荷的电量}4.真空点电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离,Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压,d:AB 两点在场强方向的距离}6.电场力:F=qE{F:电场力,q:受到电场力的电荷的电量,E:电场强度}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=wAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:wAB=qUAB=Eqd{wAB:带电体由A到B时电场力所做的功,q:带电量,UAB:电场中A、B两点间的电势差,E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能,q:电量,φA:A点的电势}0.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}1.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-wAB=-qUAB2.电容c=Q/U{c:电容,Q:电量,U:电压}3.平行板电容器的电容c=εS/4πkd常见电容器〔见第二册P111〕4.带电粒子在电场中的加速:w=ΔEk或qU=mVt2/2,Vt=1/25.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];电场强度与电势均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;电容单位换算:1F=106μF=1012PF;电子伏是能量的单位,1eV=1.60×10-19j;其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
物理电场知识点总结
物理电场知识点总结物理电场知识点总结第一章电场基础知识1. 电荷和电场:电荷是电场的源,电场是电荷周围的空间中存在的电场力。
电场是一种场,具有方向和大小。
2. 电荷的性质:电荷有正负之分,同性相斥,异性相吸。
电荷的单位是库仑。
3. 电场强度:电场强度是电场力在单位电荷上的大小,用符号E表示。
电场强度的单位是牛/库仑。
4. 电势:电势是电场力在单位电荷上的势能,用符号V表示。
电势的单位是伏特。
5. 电势差:电势差是两个点之间电势的差值,用符号ΔV表示。
电势差的单位是伏特。
第二章电场的计算1. 库仑定律:两个点电荷之间的电场力与它们之间的距离的平方成反比,与它们之间的电荷量的乘积成正比。
2. 电场强度的计算:电场强度的大小等于电场力在单位电荷上的大小。
3. 电势的计算:电势等于电场强度在某一点上的积分。
4. 电势差的计算:电势差等于两个点之间电场强度在路径上的积分。
第三章电场的性质1. 电场线:电场线是描述电场方向的曲线,它的方向与电场强度的方向相同。
2. 电场线的性质:电场线的密度表示电场强度的大小,电场线不会相交,电场线的起点和终点表示电荷的正负性。
3. 电势面:电势面是电势相等的曲面,电势面与电场线垂直。
4. 电场能:电场能是电荷在电场中具有的能量,它等于电荷在电场中的电势能。
5. 电场能的计算:电场能等于电荷在电场中的电势能,电势能等于电荷在电场中的电势乘以电荷量。
第四章电场的应用1. 电场对电荷的作用:电场对电荷具有引力或斥力作用,电场力可以使电荷运动。
2. 静电场的应用:静电场可以用于电荷分离、电荷检测、静电吸附等领域。
3. 电场对物质的作用:电场可以对物质的运动、形态和性质产生影响,如电解、电镀、电磁波等。
4. 电场对人体的影响:强电场对人体有一定的影响,如电击、电烫、电磁辐射等。
以上是物理电场的基础知识、计算方法、性质和应用,希望能对你有所帮助。
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷,一种是正电,即用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量,简称电量。
元电荷e=1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
2、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
3、电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多,带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律1、内容:在真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:221r Q Q kF =,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=9.0×109N ·m 2/C 23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
四、电场强度1、电场:带电体周围存在的一种物质,由电荷激发产生,是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在,在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
2、电场强度:(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
(2)q F E =,取决于电场本身,与q、F无关,适用于一切电场;2rQK E =,仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
(3)方向:规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
(4)多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
物理一轮复习、《电场力的性质》
2023《物理一轮复习、《电场力的性质》》•知识点回顾•重点知识梳理•难点知识解析•经典例题解析目•易错点总结录01知识点回顾当一个带电体靠近一个导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。
静电感应电场是客观存在的一种特殊物质,与形态存在的物质不同,它看不见、摸不着,但又确定存在。
任何电荷的周围都存在着电场,电场常用假想的电场线来描绘。
电场电场的概念01电场强度是描述电场强弱的物理量,是矢量,有大小和方向。
电场强度02大小:试探电荷所受的力与其电荷量的比值。
03方向:正电荷所受电场力的方向。
04点电荷的电场强度:在真空中,点电荷的电场强度E=kQ/r²,与距离的平方成反比;在空气介质中,其电场强度与媒介的种类、压力等因素有关。
电场线是假想的曲线,从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱。
切线方向表示该点的场强方向。
电场线不封闭,不相交,不相切。
电场线02重点知识梳理理解并掌握电场力的性质总结词电场力的性质包括电场强度、电场线、电势能等概念。
电场强度是描述电场力的性质的物理量,它与试探电荷所受的电场力无关,而与电场本身有关。
电场线是描述电场中电场强度分布的曲线,它可以形象地表示电场的强弱和方向。
电势能是描述电荷在电场中具有的能量,它与电荷的电量和电势有关。
在电场中移动电荷时,电场力会做功,导致电势能的变化。
详细描述电场力的性质电场力的做功与电势能的变化总结词理解并掌握电场力的做功与电势能的变化规律详细描述电场力的做功与路径无关,只与初末位置有关。
在电场中移动电荷时,如果电场力做正功,则电势能减少;如果电场力做负功,则电势能增加。
这一规律可以用来判断电势能的变化情况。
此外,通过电场力做功的计算,还可以求出电荷在电场中的位置势能。
总结词理解并掌握静电感应与静电屏蔽的概念及原理详细描述静电感应是指放在静电场中的导体由于静电感应而带电的现象。
高中物理【电场力的性质】知识点、规律总结
二、库仑定律 1.内容:_真__空___中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的__电__荷__量__的__乘__积__ 成正比,与它们的_距__离__的__二__次__方___成反比.作用力的方向在它们的连线上.
2.表达式:F=kqr1q2 2,式中 k=__9_._0_×__1_0_9__ N·m2/C2,叫静电力常量. 3.适用条件:_真__空___中静止的_点__电__荷___.
三、电场强度、点电荷的场强 1.定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力 F 与它的电荷量 q 的__比__值__. 2.定义式:E=Fq.单位:N/C 或 V/m. 3.点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:E=kQr2. 4.方向:规定_正__电__荷___在电场中某点所受_电__场__力___的方向为该点的电场强度方向. 5.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场 强度的_矢__量___和,遵从__平__行__四__边__形__定则.
电场线越密的地方,等差等势面越密集;电场线越疏的地方,等 判断等势面的疏密
差等势面越稀疏
电场中的力电综合问题 [素养必备]
带电体在电场中力电综合问题的分析思路
1.元电荷是最小的电荷单位,不是带电体,也不是点电荷,任何带电体的电荷量 都是元电荷的整数倍,说明电荷量是不连续的.
2.点电荷是理想化模型,类似于质点.均匀带电的绝缘球可以视为点电荷,而距 离较近的带电金属球不能视为点电荷,因为金属球相互靠近时表面所带电荷要重新分 布.
3.注意电场强度三个表达式的适用条件,E=Fq 适用于一切电场,E=kQr2适用于真 空中的点电荷,E=Ud 适用于匀强电场.
考点二 电场强度的理解和计算
师生互动
高三高考物理《电场的力学性质》专题复习
电场的力学性质1.(2019·浙江名校协作体)如图所示,质量为m 、电荷量为Q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,另一个 带电量也为Q 的带电小球B 固定于O 点的正下方,已知绳长OA 为2l ,O 到B 点的距离为l ,平衡时A 、B 带电小球处于同一高度,已知重力加速度为g ,静电力常量为k .则( )A .A 、B 间库仑力大小为kQ 2l 2 B .A 、B 间库仑力大小为2mgC .细线拉力大小为3mgD .细线拉力大小为23kQ 29l 22.(2019·赣中南五校联考)如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点, 当电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中,动能增加,则可以判断( )A .场强大小E A >EB B .电势φA >φBC .电场线方向由B 指向AD .若Q 为负电荷,则Q 在B 点右侧3.(2019·湖北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直 径.球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用 力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小 仍为F ,方向不变,由此可知 ( ) A .n =3B .n =4C .n =5D .n =64.(2019·黑龙江哈尔滨段考)如图所示,三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上, c 球在xOy 坐标系的原点O 上,a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量比b 所带电荷量少.关于c 受到a 和b 的静电力的合力方向,下列判断正确的是( )A .从原点指向第Ⅰ象限B .从原点指向第Ⅰ象限C .从原点指向第Ⅰ象限D .从原点指向第Ⅰ象限5.(2019·陕西渭南教学质量检测)如图所示,在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2,当空间存在沿y 轴负向的匀 强电场时,y 轴上A 点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E ,两点电荷到A 的距离分别为r 1、 r 2,则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A .E B.12E C .2E D .4E6.(2019·泉州质检)如图所示,光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A 、B ,电荷量均为q ,质量均为m ,用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环,并系于结点O .在O 处施加一水平恒力F 使A 、B 一起加速运动,轻绳恰好构成一个边长为l 的等边三角形,则( )A .小环A 的加速度大小为 3kq 2ml 2B .小环A 的加速度大小为 3kq 23ml 2C .恒力F 的大小为 3kq 23l 2D .恒力F 的大小为 3kq 2l27.两个分别带有电荷量-Q 和+5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( )A .5F16B .F 5C .4F 5D .16F 58.(2019·南京模拟)如图所示,在点电荷-q 的电场中,放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形 薄板,MN 为其对称轴,O 点为几何中心.点电荷-q 与a 、O 、b 之间的距离分别为d 、2d 、3d .已知图中a 点的电场强度为零,则带电薄板在图中b 点产生的电场强度的大小和方向分别为( )A.kqd2,水平向右 B.kqd2,水平向左 C.kq d 2+kq 9d 2,水平向右 D.kq9d2,水平向右 9. (2019·北京四中模拟)如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E =3.0×104 N/C.有一个质量m =4.0×10-3 kg 的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°.取g =10 m/s 2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,不计空气阻力的作用.(1)求小球所带的电荷量及电性;(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小;(3)从剪断细线开始经过时间t =0.20 s ,求这一段时间内小球电势能的变化量.10.(2019·泉州检测)如图所示,一半径为r 的圆环上均匀分布着电荷量为+Q 的电荷,在垂直于圆环面且过圆心O 的轴线上有A 、B 、C 三个点,C 和O 、O 和A 间的距离均为d ,AB 间距离为2d .在B 点处有一电荷量为+q 的固定点电荷.已知A 点处的场强为零,k 为静电力常量,求:(1)带电圆环在O点处的场强大小;(2)C点处场强.参考答案1.(2019·浙江名校协作体)如图所示,质量为m 、电荷量为Q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,另一个 带电量也为Q 的带电小球B 固定于O 点的正下方,已知绳长OA 为2l ,O 到B 点的距离为l ,平衡时A 、B 带电小球处于同一高度,已知重力加速度为g ,静电力常量为k .则( )A .A 、B 间库仑力大小为kQ 2l 2 B .A 、B 间库仑力大小为2mgC .细线拉力大小为3mgD .细线拉力大小为23kQ 29l 2【答案】D【解析】根据题述和图中几何关系,A 、B 间的距离为r =3l ,根据库仑定律,可得库仑力大小为F =k Q 2r 2=k Q 23l 2,选项A 错误;对小球A 受力分析,受到竖直向下的重力mg ,水平向右的库仑力F ,细线的拉力T ,由mg ∶F =1∶3,可得A 、B 间库仑力大小为F =3mg ,选项B 错误;由mg ∶T =1∶2,可得细线拉力大小为T =2mg ,选项C 错误;由T ∶F =2∶3,F =k Q 23l 2可得细线拉力大小为T =23kQ 29l 2,选项D 正确.2.(2019·赣中南五校联考)如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点, 当电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中,动能增加,则可以判断( )A .场强大小E A >EB B .电势φA >φBC .电场线方向由B 指向AD .若Q 为负电荷,则Q 在B 点右侧【解析】由于电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中,动能增加,故电子所受的电场力方向与速度方向一致,由A 指向B (即水平向右),电子带负电所受电场力与场强方向相反,故场强方向由B 指向A 即电场线方向由B 指向A .根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知,φA <φB ,选项B 错误,C 正确;结合点电荷周围电场线的分布特点可知该点电荷可以是正电荷且处在B 的右侧,也可以是负电荷且处在A 点的左侧.若点电荷为负电荷则有E A >E B ,若点电荷为正电荷则有E A <E B ,选项A 、D 均错误.3.(2019·湖北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直 径.球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用 力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小 仍为F ,方向不变,由此可知 ( ) A .n =3 B .n =4 C .n =5 D .n =6【答案】D【解析】设球1、2距离为r ,则F =k nq 2r 2,球3与球2接触后,它们的电荷量均为nq2,再将球3与球1接触后,它们的电荷量均为(2)4n q+,最后F =22(2)8n n q k r +,由以上两式得n =6,选项D 正确. 4.(2019·黑龙江哈尔滨段考)如图所示,三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上, c 球在xOy 坐标系的原点O 上,a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量比b 所带电荷量少.关于c 受到a 和b 的静电力的合力方向,下列判断正确的是( )A .从原点指向第Ⅰ象限B .从原点指向第Ⅰ象限C .从原点指向第Ⅰ象限D .从原点指向第Ⅰ象限【解析】如图所示,a 对c 的静电力为F 1,为斥力,沿ac 方向;b 对c 的静电力为F 2,为引力,沿cb 方向,若F 1=F 2,则合力指向x 轴正方向.由于F 1<F 2,根据力的合成可知,c 所受合力的方向为从原点指向第Ⅰ象限,D 正确. 5.(2019·陕西渭南教学质量检测)如图所示,在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2,当空间存在沿y 轴负向的匀 强电场时,y 轴上A 点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E ,两点电荷到A 的距离分别为r 1、 r 2,则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A .E B.12E C .2E D .4E【答案】C【解析】A 点场强为零,说明两点电荷在A 点的合场强与匀强电场的场强等大反向,即竖直向上,大小为E ,根据对称性,两点电荷在B 处产生的合场强竖直向下,大小为E ,所以B 点的场强大小为2E ,方向竖直向下,C 正确. 6.(2019·泉州质检)如图所示,光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A 、B ,电荷量均为q ,质量均为m ,用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环,并系于结点O .在O 处施加一水平恒力F 使A 、B 一起加速运动,轻绳恰好构成一个边长为l 的等边三角形,则( )A .小环A 的加速度大小为 3kq 2ml 2B .小环A 的加速度大小为 3kq 23ml 2C .恒力F 的大小为 3kq 23l 2D .恒力F 的大小为 3kq 2l 2【答案】B【解析】.设轻绳的拉力为T ,则对A :T +T cos 60°=k q 2l 2;T cos 30°=ma A ,联立解得:a A =3kq 23ml 2,选项B 正确,A错误;恒力F 的大小为F =2T cos 30°=3T =2kq 23l2,选项C 、D 错误.7.两个分别带有电荷量-Q 和+5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( )A .5F16B .F5C .4F 5D .16F 5【答案】D【解析】.两球相距r 时,根据库仑定律F =k Q ·5Q r 2,两球接触后,带电荷量均为2Q ,则F ′=k 2Q ·2Q⎝⎛⎭⎫r22,由以上两式可解得F ′=16F5,D 正确.8.(2019·南京模拟)如图所示,在点电荷-q 的电场中,放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形 薄板,MN 为其对称轴,O 点为几何中心.点电荷-q 与a 、O 、b 之间的距离分别为d 、2d 、3d .已知图中a 点的电场强度为零,则带电薄板在图中b 点产生的电场强度的大小和方向分别为( )A.kqd2,水平向右 B.kqd2,水平向左 C.kq d 2+kq 9d 2,水平向右 D.kq9d 2,水平向右 【答案】A【解析】薄板在a 点的场强与点电荷-q 在a 点的场强等大反向,故大小为E a =E 点=kq d 2,水平向左,由对称性可知,薄板在b 点的场强大小E b =E a =kqd2,方向水平向右,选项A 正确.9. (2019·北京四中模拟)如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E =3.0×104 N/C.有一个质量m =4.0×10-3 kg 的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°.取g =10 m/s 2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,不计空气阻力的作用.(1)求小球所带的电荷量及电性;(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小;(3)从剪断细线开始经过时间t =0.20 s ,求这一段时间内小球电势能的变化量. 【答案】(1)1.0×10-6 C 正电荷(2)12.5 m/s 2(3)减少了4.5×10-3 J【解析】(1)小球受到重力mg 、电场力F 和绳的拉力T 的作用,由共点力平衡条件 F =qE =mg tan θ解得q =mg tan θE=1.0×10-6 C电场力的方向与电场强度的方向相同,故小球所带电荷为正电荷. (2)剪断细线后,小球做匀加速直线运动,设其加速度为a , 由牛顿第二定律mgcos θ=ma 解得a =gcos θ=12.5 m/s 2.(3)在t =0.20 s 的时间内,小球的位移为 l =12at 2=0.25 m 小球运动过程中,电场力做的功 W =qEl sin θ=mgl sin θtan θ=4.5×10-3 J 所以小球电势能的变化量(减少量) ΔE p =4.5×10-3 J.10.(2019·泉州检测)如图所示,一半径为r 的圆环上均匀分布着电荷量为+Q 的电荷,在垂直于圆环面且过圆心O 的轴线上有A 、B 、C 三个点,C 和O 、O 和A 间的距离均为d ,AB 间距离为2d .在B 点处有一电荷量为+q 的固定点电荷.已知A 点处的场强为零,k 为静电力常量,求:(1)带电圆环在O 点处的场强大小; (2)C 点处场强.【答案】(1)0 (2)5kq16d2,方向沿OC 向外【解析】(1)圆环上关于圆心对称的两小段圆弧上的电荷在O 点处产生的场强大小相等、方向相反,其合场强为零,则带电圆环在O 点处的场强为EO =0.(2)A 点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆环和B 点处点电荷在A 点处产生的场强大小均为 E BA =kq(2d )2、两者方向相反根据对称性可知带电圆环在C 点处产生的场强大小为 E C 1=kq(2d )2、方向沿OC 向外B 处点电荷在C 点处产生的场强大小为E C 2=kq (4d )2、方向沿OC 向外,则C 点处场强E =E C 1+E C 2,解得E =5kq16d 2、方向沿OC 向外.。
2.1研究电场力的性质(一)
特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加.
物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量.
(2)基本性质:主要表现在以下几方面
①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.
课时计划
课题
2.1研究电场力的性质(一)
课堂类型
新授课
课时
1
累计课时
4
教学
目标
(一)知识与技能
1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态.
2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.
3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.
思考=kQ/r2的区别及联系
板式设计
作业布置
研究电场力的性质(一)
1.电场:
2.电场强度(E):
3.(真空中)点电荷周围的电场
课后3、4
教学后记
指出:负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反.
带领学生讨论真空中点电荷周围的电场,说明研究方法:将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点,判断其所受的电场力的大小和方向,从而得出该点场强.
◎唯一性和固定性
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.
(2)电场强度
①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E表示。
电场专题1力的性质
电场力的性质一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.公式:F=kQ1Q2/r2k=9.0×109N·m2/C23.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电第1课荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电场:1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱2.表达式:E=F/q 单位是:N/C或V/m;E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,五、电场线:是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.4.匀强电场的电场线平行且距离相等.5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.6.顺着电场线方向,电势越来越低.7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.8.电场线永不相交也不闭合,9.电场线不是电荷运动的轨迹.匀强电场点电荷与带电平板 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场孤立点电荷周围的电场 【例】在匀强电场中,将质量为m ,带电量为q 的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则电场强度的大小为( )A .有唯一值mgtan θ/q ;B .最小值是mgsin θ/q ;C .最大值mgtan θ/q ;D .mg/q提示:如附图所示,利用三角形法则,很容易判断出AB 跟速度方向垂直.、库仑定律的理解和应用【例】如图所示,三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4【解析】 a 对c 为斥力,方向沿ac 连线背离a ;b 对c 为引力,方向沿bc 连线指向b .由此可知,二力的合力可能为F 1或F 2.又已知b 的电量比a 的大,由此又排除掉F 1,只有F 2是可能的.【答案】 B【例】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 。
电场力的知识点总结
电场力的知识点总结电场力是指在电场中由于电荷之间的相互作用产生的力。
电场力是物理学中重要的概念之一,它在许多领域都有重要的应用,如电子设备、通讯系统、能源生产等。
本文将从电场的基本概念、电场力的产生和性质、电场力的应用等方面,对电场力的知识点进行总结。
一、电场的基本概念1. 电场的概念电场是指物质周围的空间中存在的一种力场,它是由电荷引起的相互作用力所组成的。
在电场中,电荷会受到电场力的作用,从而产生相应的运动和变化。
2. 电场强度的概念电场强度是描述电场的一个重要物理量,它表示单位正电荷在电场中受到的力的大小和方向。
电场强度的大小和方向决定了电场力的大小和方向,可以通过电场线图形象地表示出来。
3. 电场的特点电场具有以下特点:(1)电场力是以静电作用为基础的,是一种距离相关的力。
(2)电场力是一种矢量力,具有大小和方向。
(3)电场力是一种场力,它是在空间的任意位置都存在的。
二、电场力的产生和性质1. 电荷之间的相互作用电场力是由电荷之间的相互作用产生的。
电荷之间的相互作用是静电作用,它由库伦定律描述,即同号电荷之间的电场力是斥力,异号电荷之间的电场力是引力。
2. 电场力的计算根据库伦定律,可以计算出点电荷之间的电场力大小:\[F = \frac{{k|q_1q_2|}}{{r^2}}\]式中,\(F\)表示电场力的大小,\(k\)为库伦常数,\(q_1\)和\(q_2\)分别为两个电荷的大小,\(r\)为它们的距离。
3. 电场力的性质电场力具有以下性质:(1)电场力是一种相互作用力,它是由两个电荷之间相互作用产生的。
(2)电场力遵循叠加原理,即多个电荷之间的电场力可以相互叠加。
(3)电场力是一种静电力,它与电荷的静电性质有关,不受电荷的运动状态影响。
三、电场力的应用1. 电场力的应用领域电场力在生活和工业中有许多重要的应用,如电子设备、通讯系统、能源生产等。
电场力在这些领域的应用主要包括:(1)静电吸附:利用电场力的作用,可以实现物体的静电吸附,如喷漆、印刷等工艺中常用的电场吸附技术。
电场的力的性质知识要点
电场的力的性质讲义【考点知识梳理】 一、电场及电场强度 1.静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用. 2.电场强度(1)物理意义:表示电场的强弱和方向.(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度.(3)定义式:E =Fq .(4)单位:N/C 或V/m .(5)矢量性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则. 3二、电场线1.电场线的定义:为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小.2.几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场如图甲所示:电场线由正电荷出发,到无穷远终止. (2)负点电荷的电场如图乙所示:电场线由无穷远出发,到负电荷终止. (3)匀强电场的电场线分布如图丙所示.特点:间隔相等的平行直线. (4)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示.(5)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场要点一电场强度的计算与叠加例1.如图所示,位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A、B、C、D,四个点电荷的带电量均为q,其中点电荷A、C带正电,点电荷B、D带负电,试确定过正方形中心O并与正方形垂直的直线上到O点距离为x的P点处的电场强度的大小和方向.跟踪训练1.在电场强度为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡(如图所示,不计重力).问:(1)匀强电场电场强度E的大小、方向如何?(2)检验电荷+q放在点c时,受力F c的大小、方向如何?(3)检验电荷+q放在点b时,受力F b的大小、方向如何?要点二电场线的分布特点与应用1.特点(1)不闭合:电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电荷),即电场线不能形成闭合曲线.(2)不中断、不相交:在没有电荷的空间,电场线不中断,两条电场线也不能相交.(3)不是电荷在电场中的运动轨迹:只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、电荷仅受电场力作用时,电荷的运动轨迹才与电场线重合.2.应用(1)表示场强的方向:电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致.(2)比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小,即电场的强弱.同一电场中,电场线越密的地方场强越大,电场线越疏的地方场强越弱.(3)判断电势的高低: 在静电场中,顺着电场线的方向电势越来越低.特别提醒:①.电场线是人为引入的,不是客观存在的.②.虽然电场线是用来描述电场的强弱和方向的,但只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况.③.沿电场线的方向电势虽然越来越低,但场强不一定越来越小.例2.[多选]如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经过M 点,再经过N 点.可以判定( )A .粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力B .M 点的电势高于N 点的电势C .粒子带正电D .粒子在M 点的速度大于在N 点的速度跟踪训练2.(2010新课标) 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ab 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4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )要点三 电场中的动力学问题 1.解答思路2.运动情况反映受力情况 (1)物体静止(保持):F 合=0. (2)做直线运动①匀变速直线运动,F 合=0.②变速直线运动:F 合≠0,且F 合与速度方向总是一致.(3)曲线运动:F 合≠0,F 合与速度方向不在一条直线上,且总指向运动轨迹曲线凹的一侧. (4)F 合与v 的夹角为α,加速运动:0°≤α<90°;减速运动:90°<α≤180°. (5)匀变速运动:F 合=恒量.例3.如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,方向斜向右上方,电场强度为E ,质量为m 的小球带负电,以初速度v 0开始运动,初速度方向与电场方向一致.(1)若小球的带电荷量为q =mgE,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F 1的大小和方向各如何?(2)若小球的带电荷量为q =2mgE,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F 2的大小和方向各如何?跟踪训练3.质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点,平衡时小球A、B 的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角α=30°,当外加水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为α=30°,求:(1)A、B小球电性及所带电量Q;(2)外加匀强电场的场强E.。
高二物理电场力知识点总结
高二物理电场力知识点总结电场力是高中物理中的重要知识点,它描述了电荷之间相互作用的力。
在高二物理学习中,我们需要掌握电场力的基本概念、计算电场力的方法以及电场力的应用等内容。
下面将对这些知识点进行总结。
一、电场力的概念电场力是指电荷之间相互作用的力。
根据库仑定律,两个电荷之间的电场力与它们的电荷量之积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
电场力的方向由两个电荷的性质(同性相斥,异性相吸)决定。
二、电场力的计算1. 对于受力电荷而言:当电荷在电场中受到的电场力为F,电荷的电量为q,电场强度为E,电场力的计算公式为F=qE。
2. 对于电场中的点电荷而言:当电场中存在一个点电荷Q1,与它距离为r的位置存在一个测试电荷Q2时,电场力的计算公式为F=kQ1Q2/r^2,其中k为库仑常数。
3. 对于电场中的连续分布电荷而言:当电场中存在一个电荷分布体密度为ρ(x,y,z)的体积元dV,它与测试电荷Q之间的电场力计算公式为dF=dqE,其中dq为体积元dV内的电荷。
三、电场力的性质1. 电场力是矢量量,具有大小和方向。
2. 电场力是保守力,即与路径无关。
3. 电场力有叠加效应,即多个电荷的电场力可以矢量相加求和。
四、电场力的应用1. 静电平衡:我们可以利用电场力实现静电平衡,例如电荷室中的电荷分布呈等势线分布,保持电荷室内没有电场。
2. 静电力的工作:静电力可以做功,例如将电荷从一个地方移动到另一个地方时,静电力所做的功可以转化为其他形式的能量。
3. 电场力的工程应用:电场力广泛应用于电荷分选、电子加速器、颗粒加速器和激光离子加速器等领域。
综上所述,高二物理学习中的电场力是一个重要的知识点。
我们需要掌握电场力的基本概念、计算公式、性质以及应用。
通过深入理解和掌握电场力的知识,我们可以更好地理解电荷之间相互作用的力的本质,为后续电磁学等领域的学习打下坚实的基础。
【高中物理】关于电场力的性质考点分析
【高中物理】关于电场力的性质考点分析知道几种典型的电场线的发布,知道电场线的特点,理解电场强度的定义式及其物理意义。
考点1.电场强度1.电场(1)定义:存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度(1)定义:放入电场中的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值,叫做改点的电场强度。
(2)单位:N/C或V/m。
(3)电场强度的三种表达方式的比较(4)矢量性:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为改点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
(5)叠加性:多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的叠加,电场强度的叠加尊从平行四边形定则。
考点2.电场线、匀强电场1.电场线:为了形象直观描述电场的强弱和方向,在电场中画出一系列的曲线,曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向,曲线的疏密程度表示场强的大小。
2.电场线的特点(1)电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。
(2)始于正电荷或无穷远,终于无穷远或负电荷,电场线是不闭合曲线。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示电场的强弱,某点的切线方向表示该点的场强方向,它不表示电荷在电场中的运动轨迹。
(5)沿着电场线的方向电势降低;电场线从高等势面(线)垂直指向低等势面(线)。
3.匀强电场(1)定义:场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。
(2)特点:匀强电场中的电场线是等距的平行线。
平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场。
(3)几种典型的电场线:孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线。
常见考法电场强度即叠加属于中频考查,且一般单独考查,在考题中多结合几种典型电场的特点,综合利用电场的叠加原理,考查电场强度大小的计算方法和方向的判断方法。
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电场的力的性质专题复习类型一:关于库仑定律的应用(特殊方法:“补偿法”、“对称法”)1.真空中两相同的金属小球,半径均为r ,带电量分别为+Q 和+2Q ,球心间距为d ①若d 》r ,则F②若d=3r ,则F 2292r kQ (填>或<或=)2.两完全相同的金属小球,带电量之比为1:7,相距为r ,作用力为F 。
两者相互接触后放回原来的位置,则他们间的作用力可能是原来的( )倍 A .4/7 B.3/7 C.9/7 D.16/73. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB 上均匀分布正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,OM =ON =2R ,已知M 点的场强大小为E ,求N 点的场强大小4.如图所示,把金属丝AB 弯成半径r 的圆弧,但在A 、B 之间留出宽度d 、相对来说很小的间隙。
将电荷量Q 的正电荷均匀分布在金属丝上,求圆心O 处的电场强度。
5. 如图所示,有一带电量为 + q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ,电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心。
若图中a 点处的电场强度为零,求图中b 点的电场强度大小。
6.如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满0z <的空间,0z >的空间为真空。
将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h 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。
已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上2hz =处的场强大小为(k 为静电力常量)A .24q kh B .249q k h C .2329q k h D .2409qk h7. 如图甲所示,MN 为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属板原来不带电。
在金属板的右侧,距金属板距离为d 的位置上放入一个带正电、电荷量为q 的点电荷,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。
P 是点电荷右侧,与点电荷之间的距离也为d 的一个点,几位同学想求出P 点的电场强度大小,但发现问题很难。
几位同学经过仔细研究,从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道:图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。
图乙中两异号点 电荷量的大小均为q ,它们之间的距离为2d ,虚线是两点电荷连线的中垂线。
由此他们分别求出了P 点的电场强度大小,一共有以下四个不同的答案(答案中k 为 静电力常量),其中正确的是( )类型二:含电场力的平衡问题(共点力平衡的解法)1. 如图所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端拴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450和300,则q1/q2为( ) A.2 B.3 C.32 D.332. 如图所示A 、B 是带有等量的同种电荷的两小球,它们的质量都是m ,它们的悬线长度是L ,悬线上端都固定在同一点O ,B 球悬线竖直且被固定,A 球在力的作用下,偏离B 球x 的地方静止平衡,此时A 受到绳的拉力为T ;现保持其他条件不变,用改变A 球质量的方法,使A 球在距B 为X/2处平衡,则A 受到绳的拉力为( ) A .T B .2T C .4T D .8T3. 两带电小球A 、B 分别位于光滑且绝缘的竖直墙壁和水平地面上,在作用于B 的水平力F 的作用下静止于图甲所示位置.现用力将B 球向左推过一小段距离,则两球重新平衡后力F 及B 球对地的压力F N 相对原状态的变化为( ) A.F N 不变,F 不变 B.F N 不变,F 变小 C.F N 变大,F 变大 D.F N 变大,F 变小 类型三:电场强度、电势能、电势、电势差概念题 1.对于库仑定律,下面说法中正确的是( )A .凡计算两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式2r kQqF =B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C .相互作用的两个点电荷,不论它们电量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D .两个点电荷的电量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间库存仑力减为原来一半 2.由电场强度的定义式E=F/q 可知,在电场中的同一点( ) A 、电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比B 、无论检验电荷所带的电量如何变化,F/q 始终不变C 、电荷在电场中某点所受的电场力大,该点的电场强度强。
D 、一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零3、如图所示为电场中的一条电场线,A 、B 为其上的两点,以下说法正确的是( ) A 、EA 与EB 一定不等,ϕA 与ϕB 一定不等B 、EA 与EB 可能相等,ϕA 与ϕB 可能相等C 、EA 与EB 一定不等,ϕA 与ϕB 可能相等D 、EA 与EB 可能相等,ϕA 与ϕB 一定不等4、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是( )A 、电势高的地方电场强度不一定大B 、电场强度大的地方电势一定高C 、电势为零的地方场强也一定为零D 、场强为零的地方电势也一定为零5、电量为q 的点电荷,在两个固定的等量异种电荷+Q 和-Q 的连线的垂直平分线上移动,则( ) A 、电场力做正功;B 、电场力做负功;C 、电场力不做功;D 、电场力做功的正负,取决于q 的正负。
6、电场中有A 、B 两点,在将某电荷从A 点移到B 点的过程中,电场力对该电荷做了正功,则下列说法中正确的是( )A 、该电荷是正电荷,且电势能减少A B第3题B、该电荷是负电荷,且电势能增加C、该电荷电势能增加,但不能判断是正电荷还是负电荷D、该电荷电势能减少,但不能判断是正电荷还是负电荷7、若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内( )A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C、不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D、不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动8、关于电势差的说法中,正确的是( )A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功B、1C电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就是1VC、在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比9. 在电场中移动电荷量为-8×10-8C的小球从A点运动到B点,电场力做功1.6×10-3J,求:(1)求该两点间的电势差(2)若该电荷的带电量为+2.5×10-8C,则电场力做多少功,做正功还是负功?10. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反是( )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.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点11.如图所示,A、B为两个固定的等量同号正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计C所受的重力,则关于电荷C以后的运动情况,下列说法中正确的是( )A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度先增大后减小D.速度始终增大12. 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,已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b,若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a点运动到b点,电场力做正功,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 b类型四:电场线与运动轨迹问题必备知识:①曲线运动合力指向轨迹弯曲内侧②电场力方向与电场线切线共线(区分正负电荷受力方向)解题思路:①利用必备知识分析特殊点(轨迹与电场线交点或始末点)处所受电场力方向②假设一个运动的方向,利用功能关系(动能定理)判断运动过程中动能的变化③电场力的方向确定后,电场线的方向与电荷的电性具有“互译性”1.如图,实线是未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图能做出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大2. 实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子,a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用),则()A .a 一定带正电,b 一定带负电B .电场力对a 做正功,对b 做负功C .a 的速度将减小,b 的速度将增大D .a 的加速度将减小,b 的加速度将增大3. 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M 、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a 、b 、c 为实线与虚线的交点,已知O 点电势高于c 点.若不计重力,则( ) A .M 带负电,N 带正电荷B .N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C .N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D .M 在从O 点运动至b 点的过程中,电场力对它做的功等于零4. 如图所示,虚线a 、b 、c 表示电场中的三个等势面与纸平面的交线,且相邻等势面之间的电势差相等.实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M 、N 是这条轨迹上的两点,则下列说法中正确的是( )A .三个等势面中,a 的电势最高B .对于M 、N 两点,带电粒子通过M 点时电势能较大C .对于M 、N 两点,带电粒子通过M 点时动能较大D .带电粒子由M 运动到N ,加速度增大 5. 如图,虚线a 、b 和c 是静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa 、φb 、和φc ,φa﹥φb ﹥φc 。
一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN 所示,由图可知 ( ) A .粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功 B .粒子从L 到M 的过程中,电场力做负功 C .粒子从K 到L 的过程中,静电势能增加 D .粒子从L 到M 的过程中,动能减少 巩固应用:1.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O 处的电势为0V ,点A 处的电势为6V ,点B 处的电势为3V ,则电场强度的大小为( ) A .200 3 V/m B .200 V/m C .100 V/m D .100 3 V/m2. a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。