高二物理电场强度、电场线北师大版知识精讲.doc
电场线高二物理知识点
电场线高二物理知识点电场线是描述电场强度的一种图形表示方法。
它是指以电荷所在位置为起点,沿着电场方向,通过无数电场点的轨迹,形成的连续曲线。
在高二物理中,电场线是一个重要的知识点。
本文将从电场线的概念、性质以及应用等方面进行介绍。
一、电场线的概念电场线是一种用来表示电场强度的图形表示方法。
在电荷附近,电场线是从正电荷出发,指向负电荷的;在正电荷附近,则是从其中心辐射状向外发出;在负电荷附近则是朝外发散。
电场线密集的地方电场强度大,而电场线稀疏的地方电场强度小。
电场线既可以是连续的曲线,也可以是折断的线段。
电场线的方向和电场强度的方向相符。
二、电场线的性质1. 电场线不会相交:因为如果电场线相交,则意味着在相交的点上存在两个不同的电场强度,这与电场的定义相矛盾。
2. 电场线趋向于垂直于导体表面:在导体表面上,电场线的切线方向总是与导线表面垂直。
3. 电场线趋向于垂直于等势面:电场线和等势面相交的点上,电场线的切线方向和等势面法线方向垂直。
4. 电场线在导体内部不会存在:在导体内部,电子会被导体中的其他电子吸引,导致电子运动方向趋于随机,不存在明显的电场线。
5. 电场线的密度表示电场强度:电场线的密度越大,表示在该区域电场强度越大;电场线的密度越小,表示在该区域电场强度越小。
三、电场线的应用1. 利用电场线判断电场强度分布:通过观察电场线的分布情况,可以判断出电场强度在空间中的变化情况。
例如,电场线密集的地方表示电场强度大,而电场线稀疏的地方表示电场强度小。
2. 分析电场中带电粒子的运动轨迹:带电粒子在电场中会受到电场力的作用,沿着电场线方向运动。
因此,通过观察带电粒子在电场线上的运动轨迹,可以推断出它在电场中的受力情况。
3. 设计电场探测仪器:电场线的分布可以直观地揭示电场的特性,因此可以设计出一些基于电场线分布的电场探测仪器,用于检测和测量电场的强度。
4. 研究电场中的电介质特性:电场线在电介质中的分布情况与电介质特性有关,通过观察电场线的分布,可以研究电介质的绝缘性能以及介电常数等特性。
高二物理知识点静电场
高二物理知识点静电场静电场是物理学中的一个重要概念,指的是带电体周围所形成的电场。
在高二物理学习中,静电场是一个重要的知识点。
本文将从静电场的基本概念、产生与性质、静电力和电势能、电场强度等几个方面进行论述。
一、静电场的基本概念静电场是由电荷所形成的,在空间中产生电场。
电荷是物质带有的一种基本性质,可以分为正电荷和负电荷两种。
正电荷和负电荷之间相互吸引,同性电荷之间则相互排斥。
在静电场中,正电荷和负电荷会形成电场线,电场线从正电荷出发,指向负电荷。
电场线用来表示电场的强弱和方向。
二、静电场的产生与性质静电场的产生主要是由于电荷的存在。
当带电体上存在电荷时,周围空间中就会存在电场。
电场是一种物理量,它具有大小和方向之分。
静电场的性质可以通过电场力和电势能来体现。
三、静电力和电势能静电力是静电场中的一种力,指的是带电体之间由于电荷作用而产生的相互作用力。
静电力与电荷的大小和距离有关,电荷之间距离越近,静电力越大;电荷之间的大小差异越大,静电力也越大。
电势能是指在静电场中带电体由于位置的改变而具有的能量。
电势能与电荷大小、电势差和位置三个因素相关。
电势差是指两个位置之间的电势差异,电荷从高电势位置移动到低电势位置时,具有减小的趋势。
四、电场强度电场强度是静电场中的一种物理量,用来表示电场的强弱和方向。
在静电场中,带电体处于电场的作用下,会受到电场力的影响,而电场强度就是用来描述这种力的强弱。
电场强度与电场力和电荷之间的比例相关。
总结起来,高二物理中的静电场是一个重要的知识点,它涉及到静电场的产生和性质、静电力和电势能、电场强度等几个方面。
通过学习静电场,可以更好地理解电荷之间的相互作用和其产生的各种现象。
静电场的知识对于理解电场力、电场能以及静电力作用、电势能变化等都有着重要的意义,对于理解和应用电学中的其他概念也具有重要的指导作用。
所以,掌握并理解静电场的知识,对于高二物理学习具有重要的意义。
高二物理电场知识点
高二物理电场知识点在高二物理的学习中,电场是一个重要的概念,它贯穿于电磁学的多个方面。
下面我们来详细了解一下高二物理中有关电场的知识点。
一、电场的基本概念1、电场电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的。
2、电场强度电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量。
放入电场中某点的电荷所受的电场力 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。
即 E = F / q ,其单位是牛/库(N/C)。
电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同。
3、点电荷的电场点电荷 Q 在距离其 r 处产生的电场强度大小为 E = kQ / r²,其中k 为静电力常量。
4、电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,电场线的疏密程度表示场强的大小。
二、电场的性质1、对放入其中的电荷有力的作用这是电场的基本性质之一。
电荷在电场中会受到电场力的作用,其大小为 F = qE 。
2、电场具有能的性质电场力对电荷做功会引起电势能的变化。
三、电势能和电势1、电势能电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的势能叫做电势能。
电势能的大小与电荷的电荷量、电荷所在位置的电势以及电荷的正负有关。
2、电势电场中某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
电势是标量,只有大小,没有方向。
3、电势差电场中两点间的电势之差叫做电势差,也叫电压。
其大小等于在这两点间移动单位正电荷时电场力所做的功。
四、匀强电场1、定义电场强度大小和方向都相同的电场叫做匀强电场。
2、特点匀强电场中的电场线是等间距的平行直线。
五、带电粒子在电场中的运动1、带电粒子的加速当带电粒子在电场中只受电场力作用时,电场力对粒子做功,使其动能发生变化。
可以利用动能定理来求解粒子的速度。
2、带电粒子的偏转当带电粒子以初速度 v₀垂直进入匀强电场时,会在电场力的作用下发生偏转。
等量电荷电场线的分布及电场强度、电势的特点分析
等量电荷电场线的分布及电场强度、电势的特点分析高二物理选修3-1教材中,在静电场中,“电场”这个概念很抽象,特别是对初学者来说,对等量电荷电场线分布及场强、电势特点模糊不清,以至在应用过程中经常出错。
1.等量电荷电场线分布电场线的特点:①电场线从正电荷或无限远出发,终止无限远或负电荷;②电场线在电场中不相交,这是因为在电场任意一点的场强不可能有两个方向;③在同一幅图中,可以用电场线的疏密来表示场强的大小:即电场线密的地方场强大,电场线疏的地方场强小。
2.等量电荷的场强(1)等量正、负点电荷。
等量正、负点的场强的大小用点的电荷的场强公式E=k—来计算。
根据公式可知,离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成球面上的场强大小相等。
方向:正点电荷的场强方沿着电场线的方向向外,负点电荷的场强方向沿着电场线向内。
(2)等量异种、同种电荷的场强。
在实际应用中,主要考查等量异种、同种电荷两条特殊线的场强,下面就等量异种、同种电荷两条特殊线(两电荷的连线上和两电荷连线上的中垂线)的场强进行分析。
等量异种电荷:例一:两电荷连线上。
如图1所示,在两电荷连线上任取一点G,设AG长度为x,则G点场强EG为两点电荷分别在该点的场强EA、EB 的矢量和,方向从A指向B(由正电荷指向负电荷一侧),由点电荷场强公式知:EG=EA+ EB=—+—=—∵x+(L-x)等于定值L,∴当x=(L-x),即x=—时,x与(L-x)乘积最大∴这时EG有最小值,即在两电荷连线中点O处场强最小,将x=—带入上式,可求得EG最小值EGmin=——,方面由A指向B。
从O点向两侧逐渐增大,数值关于O点对称。
小结:等量异种电荷连线中点场强最小,靠近点电荷场强渐强,方向从正点荷指向负电荷。
例二:中垂线上。
如图2所示,在中垂线上,任取一点H,设OH=x,根据对称性知:EH沿水平方向向右,即在中垂线上各点场强水平向右(垂直于中垂线指向负电荷一侧),沿中垂线移动电荷,电场力不做功,由电势差定义知:中垂线为一等势线,与无限远处等势,即各点电势为零。
物理高二会考知识点
物理高二会考知识点一、知识概述《电场》①基本定义:电场就是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的特殊媒介。
你就可以把它想象成是一种看不见的“力的场子”,电荷在这个场子里面会受到力的作用,就像小铁球在磁场里会受力一样。
②重要程度:在高二物理中,电场这个概念超级重要呢,是电磁学的基础,很多的电磁现象都跟电场有关系。
像电容、带电粒子在电场中的运动等知识都是建立在电场这个大基础之上的,如果电场这个概念没掌握好,后面的知识就像没打好地基的房子,摇摇欲坠。
③前置知识:在学习电场前,得把基本的力学知识,比如力的分析、牛顿定律,还有电荷的相关知识,如电荷的正负、电荷量等内容掌握好。
比如说,你要知道力是怎么回事儿,才能去分析电场力。
就像你得先知道水怎么流,才能分析水坝怎么挡水一个道理。
④应用价值:在现实生活中很多东西都跟电场有关系。
咱们用的电容式触摸屏就是利用了电场的原理。
当手指靠近屏幕时,会改变电场分布,从而被设备检测到触摸位置。
还有静电除尘也是,工厂里让含尘气体通过电场,灰尘因为带电被吸附,空气就被净化了。
二、知识体系①知识图谱:电场在整个高中物理电磁学板块处于基石地位。
就像盖房子的地基,它上面能搭建起像电容器、带电粒子运动等诸多知识大厦。
②关联知识:和电场力、电势这些知识点联系超紧密。
比如电场和电场力的关联,电荷在电场中就会受到电场力的作用,电场强度一改变,电场力也跟着变。
就好像推箱子,你给箱子的力(电场力)取决于你这个力场(电场)有多强一样。
③重难点分析:- 掌握难度:电场这部分概念比较抽象,理解电场强度、电势这些概念有点难。
我刚开始学习的时候,就总是对电势这个概念犯迷糊,老感觉它虚无缥缈的。
- 关键点:能够准确地运用电场线来描述电场的性质,掌握电场强度和电势差之间的关系是关键。
④考点分析:- 在考试中的重要性:超级重要,这部分知识经常在选择题、计算题等题型中考到。
像电磁感应这一章的题,很多时候都要用到电场的概念。
高二物理电场强度知识点
高二物理电场强度知识点
高二物理电场强度知识点
鉴于知识点的重要性,店铺为大家准备了高二物理电场强度知识点,欢迎阅读与选择,希望对们的知识有所帮助。
电势能大小的比较
①场电荷判断法
a. 离场正电荷越近,检验正电荷的电势能越大;检验负电荷的电势能越小。
b. 离场负电荷越近,检验正电荷的.电势能越小;检验负电荷的电势能越大。
②电场线法
a. 正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大。
b. 负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。
③做功判断法
无论正负电荷,电场力做功电势能减少。
电场力做正功,正电荷向电势低处运动,负电荷向电势高处运动。
(5)处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路
a. 电容器两板电势差U保持不变;
b. 电容器的带电量Q保持不变。
【高二物理电场强度知识点】。
高中物理-电场强度、电场线、等势面、电势的关系
您现在的位置:360教育网 >> 中学 >> 同步辅导 >> 高中二年级同步辅导【本讲教育信息】一. 教学内容:电势差与电场强度的关系及示波器问题的综合二. 学习目标:1、掌握电场中电势差跟电场强度的关系的理论推导及等势面类典型问题的分析方法。
2、掌握示波器的原理及相关习题的的解题思路。
3、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的问题的分析方法。
考点地位:本考点是本章内容的难点,是高考考查的热点,对于电势差和电场强度的关系及等势面的考查,通常以选择题目的形式出现,对于带电粒子在场中的加速和偏转,出题的形式则更灵活,突出了本部分内容与力的观点及能量观点的综合,对于示波器原理的考查在历年的高考题目中,有时以大型综合题目的形式出现,如2005年的全国Ⅰ卷,同时也可以通过实验题的形式出现,如2007年高考的实验题目第11题。
三. 重难点解析:(一)匀强电场中电势差跟电场强度的关系:(1)大小关系。
推导过程如下:如图所示的匀强电场中,把一点电荷q从A移到B,则电场力做功为:且与路径无关。
另外,由于是匀强电场,所以移动电荷时,电场力为恒力,可仍用求功公式直接求解,假设电荷所走路径是由A沿直线到达B,则做功,两式相比较,,这就是电场强度与电势差之间的关系。
说明:①在匀强电场中,任意两点间的电势之差,等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。
即d必须是沿场强方向的距离,如果电场中两点不沿场强方向,d的取值应为在场强方向的投影,即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。
②公式表明,匀强电场的电场强度,在数值上等于沿电场强度方向上单位距离的电势的降落,正是依据这个关系,规定电场强度的单位:。
③公式只适用于匀强电场,但在非匀强电场问题中,我们也可以用此式来比较电势差的特别推荐高二同步辅导往期导航大小。
例如图所示是一非匀强电场,某一电场线上A、B、C三点,比较的大小。
我们可以设想,AB段的场强要比BC段的场强大,因而,,,。
高二物理电势差、电势、电势能知识精讲 北师大版
高二物理电势差、电势、电势能知识精讲 北师大版一. 本周教学内容: 电势差、电势、电势能二. 重点、难点: 〔一〕电势差1. 概念:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所作的功W AB 与电荷量的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示。
公式表示:U W qAB AB=2. 电势差是表征电场能的性质的物理量。
在数值上,A 、B 两点间的电势差等于单位正电荷由A 点移动到B 点时电场力做的功。
〔二〕电势定义:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点〔零电势点〕时电场力所作的功。
即某点的电势等于该点与零电势点间的电势差,ϕA AO U =1. 电场中某点的电势由电场本身性质决定,与放入的检验电荷无关,与是否放入检验电荷无关。
2. 电势是相对的,只有先确定了电场中某点的电势为零后,才能确定电场中其他点的电势。
3. 电势是标量,但有正负,电势为正表示该点电势比零电势点高;电势为负明确比零电势点低。
当取无穷远处为零电势点时可以推证〔请同学们自己完成〕:正点电荷的电场中各点的电势都为正的,负点电荷的电场中各点的电势都为负的。
4. 顺着电场线方向电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高。
5.电势差。
有时我们只关心两点间电势的大小,不区U U AB BA A B =-=-ϕϕ分U AB 和U BA ,这时电势差取正值,都简写成U 。
这时电势差也叫电压。
〔三〕电势能1. 电场力作功的特点:在电场中移动电荷时电场力作功的多少,只跟被移动电荷的始末位置有关,跟运动路径无关。
2. 电势能的概念:由电荷在电场中的位置所决定的能量叫电势能,电势能是由电场和电荷组成的系统共有的。
3. 电场力作功与电势能的改变:在电场中移动电荷,假设电场力作正功,电势能减小,即由电势能转化为其他形式的能;假设电场力作负功,电势能增加,即由其他形式的能转化为电势能;电场力作功多少,电势能就改变多少,所以电场力的功是电荷电势能变化的量度。
高二物理电场知识点
高二物理电场知识点一、电场的基本概念1、电荷自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电荷的多少叫电荷量,简称电量,单位是库仑(C)。
2、库仑定律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。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为静电力常量,$k = 90×10^9 N·m^2/C^2$ 。
3、电场电荷周围存在的一种特殊物质,它能传递电荷之间的相互作用。
电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
4、电场强度描述电场强弱和方向的物理量。
定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力$F$与电荷量$q$的比值,即$E =\frac{F}{q}$。
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。
5、电场线为了形象地描述电场而引入的假想曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密程度表示电场强度的大小。
二、电场的性质1、电势描述电场能的性质的物理量。
电场中某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负之分。
2、电势差电场中两点间电势的差值,也叫电压。
其表达式为$U_{AB} =φ_A φ_B$ 。
3、等势面电场中电势相等的点构成的面。
等势面与电场线垂直,并且等势面密集的地方电场强度较大。
4、电势能电荷在电场中具有的势能。
电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
三、静电场中的导体1、静电平衡导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态。
处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零,电荷只分布在导体的外表面。
2、静电屏蔽处于静电平衡状态的导体壳,内部空间不受外部电场的影响,这种现象叫静电屏蔽。
四、电容器和电容1、电容器两个彼此绝缘又相距很近的导体组成的装置。
2、电容电容器所带电荷量$Q$与两极板间电势差$U$的比值,即$C =\frac{Q}{U}$。
高二物理线路知识点
高二物理线路知识点电场与电路基础在高中物理的学习中,电学是一个重要的组成部分。
电学不仅在理论上具有重要意义,而且在实际应用中也非常广泛。
本文将从电场的概念入手,探讨电路的基本知识,为高二学生提供一个清晰的学习框架。
一、静电场的形成与特性静电场是由静止电荷产生的电场。
当物体带有电荷时,会在其周围形成电场。
正电荷产生的电场方向从电荷指向外,而负电荷则相反。
电场的强度可以通过电场线来形象表示,电场线的密度反映了电场的强度。
电场强度的定义是单位正电荷在电场中受到的力,其单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电势能与电势电势能是指一个电荷在电场中由于其位置而具有的能量。
当一个电荷从一个点移动到另一个点时,电场对它做功,这个过程中电荷的能量发生了变化。
电势是电势能与电荷量的比值,它描述了电场在空间中的能态分布。
电势差则是两点间的电势变化,其单位是伏特(V)。
三、电路的基本概念电路是由电源、导线和各种电器组成的闭合路径。
电源是提供电能的装置,导线用于传输电能,而电器则是消耗电能的设备。
电路的基本功能是将电能转换为其他形式的能量,如热能、光能等。
四、串联与并联电路串联电路中,电器元件首尾相连,电流在电路中只有一条路径。
在串联电路中,电流大小处处相等,而电压则在各个元件间分配。
并联电路中,电器元件的两端分别相连,电流有多条路径。
在并联电路中,电压在各个元件间保持一致,而电流则在各个元件间分配。
五、欧姆定律欧姆定律是电路分析的基础,它描述了电阻、电流和电压之间的关系。
根据欧姆定律,电流I与电压V之间的关系与电阻R成反比,即I=V/R。
这个定律在直流电路和低频交流电路中都适用。
六、电功率与能量电功率是指单位时间内电能的转换率,其单位是瓦特(W)。
电功率P与电压V和电流I的关系为P=VI。
在电路中,电能的消耗可以通过电功率和时间的乘积来计算。
七、电容与电容器电容器是一种能够存储电能的器件。
当电容器两端施加电压时,它会储存电荷。
高二物理电场、电场强度、电场线
2、几种常见电静电场的电场线总是从正电荷(或 者从无穷远)出发到负电荷终止(或者 延伸到无穷远);
(2)电场线越密的地方,场强越大; 电 场线越稀的地方,场强越小;
(3)任意两条电场线都不相交,不闭合。 (4)电场线是假想线,不是真实存在的。
例 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?
(2)某点的电场强度的大小及方向取决于电 场本身(即场源电荷及这点的位置),与检验电荷的 正负、电量的大小及受到的电场力无关。
三、真空中点电荷电场强度公式:
F Qq 因为 : E , 又F K 2 q r
Q 所以 : E K 2 r
注意:(1)点电荷Q产生的电场中,某一点的场强的
大小由点电荷Q及P点到Q的距离r决定,与检验电荷q 无关。 (2)当Q一定时,越靠近Q的点(r越小),场 强越大。
3、单位:F 牛顿(N); 4、电场强度的方向规定: q 库仑(C);
E 牛顿/库仑(N/C)。 E的方向跟正电荷在该点所受电场力 F 的方向相 同,跟负电荷在该点所受电场力 F 的方向相反。E是 矢量。
5、E的物理意义:描述该点的电场强弱和方向, 是 描述电场的力的性质的物理量。
F 注意:(1)E= 为定义式,适用于一切电场。 q
场强度为多少?
且两个场强方向相反。
A
P EB EA
B
+Q
解:A、B都在P点产生电场, +Q
Q 因为: E K 2 r
所以:E P K 27KQ 4r 2
Q Q K 2 2 rA rB
答:P点场强为27KQ/4r2.
五、电场线 1.电场线
在电场中画一些曲线,使曲线上每 一点的切线方向与该点的场强方向一致.
高二物理知识点电场
高二物理知识点电场高二物理知识点电场一、三种产生电荷的方式:1、摩擦起电:(1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷; (2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;(3)实质:电子从一物体转移到另一物体;2、接触起电:(1)实质:电荷从一物体移到另一物体;(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;(3)、电荷的中和:等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和;3、感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;(1)电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引; (2)实质:使导体的电荷从一部分移到另一部分;(3)感应起电时,导体离电荷近的一端带异种电荷,远端带同种电荷;4、电荷的基本性质:能吸引轻小物体;二、电荷守恒定律:电荷既不能被创生,亦不能被消失,它只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。
三、元电荷:一个电子所带的电荷叫元电荷,用e表示。
1、e=1.610-19c; 2、一个质子所带电荷亦等于元电荷; 3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍;四、库仑定律:真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
电荷间的这种力叫库仑力,1、计算公式:F=kQ1Q2/r2 (k=9.0109N.m2/kg2) 2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计) 3、库仑力不是万有引力;五、电场:电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。
1、只要有电荷存在,在电荷周围就一定存在电场; 2、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用;这种力叫电场力;3、电场、磁场、重力场都是一种物质六、电场强度:放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度; 1、定义式:E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷; 2、电场强度是矢量,电场中某一点的`场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反) 3、该公式适用于一切电场; 4、点电荷的电场强度公式:E=kQ/r2七、电场的叠加:在空间若有几个点电荷同时存在,则空间某点的电场强度,为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和;解题方法:分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段,用平行四边形定则求出合场强;八、电场线:电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。
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高二物理电场强度、电场线北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容: 电场强度、电场线【基本概念】 1. 电场强度(1)电场:电场是在带电体周围存在着的一种特殊物质,电场的最基本性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用,电场的这种性质用电场强度来描述;(2)电场强度定义式:E=F/q ,适用于一切电场,E 与检验电荷q 、F 无关,取决于电场本身;(3)电场强度的方向:电场中某点场强方向规定为正电荷在该点受到电场力的方向(和负电荷在该点受到的电场力方向相反); (4)点电荷Q 产生的电场的场强公式: E kQr =2(仅适用于真空中); (5)匀强电场中场强与电势差的关系:E=U/d 。
2. 电场力(1)电场力的大小:F=qE ,F 与电荷的电荷量q 以及该处的场强E 都有关; (2)电场力的方向正电荷受电场力方向和场强方向相同;负电荷受电场力方向和场强方向相反。
E E ⎧⎨⎩3. 电场线(1)电场线是形象地描述电场的一簇假想曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。
(2)静电场电场线的特点: ①从正电荷出发终止于负电荷;②电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向; ③电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱; ④电场线不相交也不闭合。
(3)正点电荷、负点电荷、两等量同种电荷、两等量异种电荷形成的电场及匀强电场的电场线的分布(包括方向和疏密)。
4. 弄清形成电场的电荷和检验电荷的区别,电场强度和电场力的概念及决定因素 (1)用F=Eq 计算时,为了方便,只用电荷量的绝对值计算力的大小(或场强大小)可通过电荷的正负判断。
(2)电场是一种物质,电荷q 在电场中某点所受的作用力是电荷Q 通过它的电场对q 的作用力,可根据库仑定律求得,电场中某点的场强大小、方向与检验电荷无关,在比较两点场强大小时应熟记点电荷形成场强中各点场强的分布规律。
5. 场强的叠加,等量异种电荷和等量同种电荷连线的中垂线上场强的变化规律 (1)等量异种电荷中垂线的场强是两电荷电场叠加的结果,方向垂直中垂线,故中垂线是等势线,且电势为零,并注意记忆。
(2)等量同种电荷连线上中点场强最小等于0,因无限远处场强E=0,则沿中垂线从中点到无限远处,场强先增大后减小,中间某位置场强必有最大值。
(3)等量异种电荷连线的中垂线上关于中点对称处的场强相同;等量同种电荷连线的中垂线上关于中点对称处场强大小相等,方向相反。
6. 电场中的平衡问题是指带电体的加速度为零的静止或匀速直线运动状态。
仍属“静力学”范畴,只是带电体受到的外力中多一个电场力而已。
可采用隔离法或整体法解决有关问题。
7. 电场线是带电粒子在电场中的运动轨迹吗电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹,带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度来决定的。
【典型例题】例1. 关于电场,下列说法中正确的是()A E Fqq.=,若减半,则该处电场强度为原来的倍2B E k QrE Q r.=22中,与成正比,而与成反比C. 在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各处的场强均相同D. 电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向解析:EFqE q=为场强的定义式,此式中只是在数值上等于检验电荷所受电场力与其所带电荷量的比值,实际上E只与形成电场的电荷有关而与检验电荷q无关,故q正确。
因场强是矢量,两个矢量相同,必须是大小和方向均相同。
C选项中,半径为r的球面上各点的场强大小相同而方向不同,C选项错。
因电场中某点场强方向规定为正电荷在该点的受力方向。
若为负电荷,则受力方向与场强方向相反,D选项错,故选B。
例2. 在真空中O点放一点电荷Q=1.0×10-9C。
直线M、N通过O点,OM的距离r=30cm。
在M点放一点电荷q=-1.0×10-10C,如下图所示。
O(1)q在M点受到的作用力。
(2)M点的场强。
(3)拿走q后M点的场强。
(4)M、N两点的场强哪点大?(5)若把Q换成-1.0×10-9C的点电荷,情况又如何?解析:根据题意,Q是形成电场的电荷,q为检验电荷,为了方便,只用电荷量的绝对值计算,力和场强的方向可通过电荷的正负判断。
(1)电场是一种物质,电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力,根据库仑定律,得F k Qq r N N M ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯---2991028901010101010031010..... 因为Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是吸引力,所以力的方向沿MO 指向Q 。
()的场强,其方向沿连线背210101010100810M E F q N C N C OM MM ==⨯⨯=--..//离Q ,因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同。
另一种解法:E k Q r N C N C M ==⨯⨯⨯=-29929010101003100...//. F qE N N M M ==⨯⨯=⨯--10101001010108...(3)拿走检验电荷q ,M 点场强不变。
()根据公式可知,因为,所以点的场强大于点的42E k Qrr r M E N N M M =>场强E N 。
(5)如果把Q 由正电荷换成负电荷,其电荷量不变,除q 受库仑力和场强方向改为原来的反方向外,其他情况不变。
例3. 如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )A. 先变大后变小,方向水平向左B. 先变大后变小,方向水平向右C. 先变小后变大,方向水平向左D. 先变小后变大,方向水平向右解析:等量异种电荷电场线分布如左图所示,由图中电场线的分布可以看出,从A 到O ,电场线由疏到密;从O 到B ,电场线由密到疏,所以从A →O →B ,电场强度应由小变大,再由大变小,而电场强度方向沿电场线切线方向,为水平向右,如右图所示,由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反,电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A →O →B 过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平向右。
其大小应先变大后变小。
所以选项B 正确。
答案:B例4. 在x 轴上有两个点电荷,一个带正电Q 1,一个带负电-Q 2,且Q 1=2Q 2,用E 1和E 2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在x 轴上( ) A. E 1=E 2之点只有一处,该点合场强为0B. E 1=E 2之点共有二处,一处合场强为0,另一处合场强为2E 2C. E 1=E 2之点共有三处,其中两处合场强为0,另一处合场强为2E 2D. E 1=E 2之点共有三处,其中一处合场强为0,另两处合场强为2E 2 解析:根据点电荷场强公式进行分析,在、之间,必可以找到E kQr Q Q =212 E 1与E 2大小相等、方向相同的点,合场强为2E 2。
另外,在Q 1、Q 2延长线上Q 1的外侧,由Q 1=2Q 2,且Q 1离得近,故E 1必大于E 2,不可能有大小相等之处。
综上所述,E 1=E 2之点只有两处,一处在Q 1、Q 2之间,合场强为2E 2,一处在Q 1、Q 2连线上的Q 2外侧,合场强为0,故选B 。
例5. A 、B 两个小球,质量均为m ,用长度为l 的绝缘细线相连,并悬挂于O 点,A 、B 分别带有正、负电荷,电荷量均为q ,若沿水平向右的方向加一个场强为E 的匀强电场,平衡时绝缘细线OA 、AB 与竖直方向的夹角α、β各多大?OA 、AB 上的拉力T 1、T 2各多大?解析:根据A 、B 球的带电情况和电场方向,作图,先用整体法以A 、B 球组成的系统为研究对象,再用隔离法以小球B 为研究对象,分析受力情况并作受力图示,分别列出平衡方程求解。
以A 、B 球组成的系统为研究对象:它受OA 的拉力T 1,竖直向下的重力2mg 和水平方向的电场力作用而平衡,有: T qE qE T mg 1120sin cos αα-+=-=⎧⎨⎩解得α=0,T 1=2mg ,即OA 仍处在竖直方向上,它受到的拉力为A 、B 球的总重量。
以小球B 为研究对象,分析受力情况并作受力图如图所示,图中F 为A 、B 两小球间的库仑引力,且(F=kq 2/l 2),T 2为细线AB 的拉力,由此可列出平衡方程:()sin ()cos F T qE F T mg +=+=⎧⎨⎩22ββ解上述方程组,可得T qE mg k q l22222 =+-()()β=⎛⎝⎫⎭⎪arctgqEmgT2FqEBβmg【模拟试题】一. 选择题1. 如图所示,半径相同的两个金属小球,A、B带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F。
今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B 两球接触后移开。
这时,A、B两球之间的相互作用力的大小是()A. 18F B.14F C.38F D.34F2. 如图所示的是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系。
下列说法正确的是()A. 这电场是匀强电场B. a、b、c、d四点的电场强度大小关系是E E E Ed b a c>>>C. 这四点的场强大小关系是E E E Eb ac d>>>D. 无法比较E值大小Fbaqcd3. A、B为带电量分别为+Q和-Q的两个等量异种电荷。
c、d为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,如图所示,关于c、d两点间电场强度的情况是()A. 由c到d电场强度由大变小B. 由c到d电场强度由小变大C. 由c 到d 电场强度不变D. 由c 到d 电场强度先变小后变大A c dB + -4. 在电场中一点P ( )A. 若放入P 点的检验电荷的电量发生变化,则P 点的场强也发生变化B. P 点不放入检验电荷,则P 点的电场强度为零C. P 点电荷受到的电场力与电荷所带电量有关D. P 点场强的方向就是该点检验电荷的受力方向5. 在匀强电场中,将质量为m ,带电量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(a )所示,则电场强度的大小为( ) A. 有惟一值mg q tan /θ B. 最小值是mg q sin /θ C. 最大值mg q tan /θ D.mg qθv图(a )6. 一单摆,摆球质量为m ,并带有电量为q 的负电荷,在没有电场时,单摆做周期为T 的简谐运动。
若在单摆振动过程中,突然加上一个方向竖直向下、大小为E mg q =/的匀强电场,此后摆球的运动可能为:( )A. 振动周期为TB. 振动周期为2TC. 静止不动D. 做匀速圆周运动7. 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 球悬线竖直静止平衡,此时A 受到绳的拉力为T ;现在保持其他条件不变,用改变A 球质量的方法,使A 球在距B 为12x 处平衡;则A 受到绳的拉力为:( ) A. TB. 2TC. 4TD. 8T二. 填空题8. 如图所示,q q q 123、、分别表示一条直线上的三个点电荷,已知q q 12与之间的距离为l q q 123、与之间的距离为l 2,且每个电荷都处于平衡状态。