电场部分
静电场部分考点
二、库仑定律与库仑力 1.库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们 离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 Q Q 数学表达式为, Fi.其中比例常数k叫静电力常量 ii.方向在它们的连线上,作用力与反作用力 iii.适用条件 (1)真空 (2)点电荷 1.不能认为r趋向于0时,f趋向于无穷大,因为此时电荷已失去了作为点电荷的前提条 件,此时库仑定律已不再适用。 2.对于距离相近的两带电导体球之间的库仑力可定性比较。 2.库仑力 同重力、弹力、摩擦力一样是按作用性质分类的力。 同其他力一样遵循牛顿第三定律。 在实际应用时与其他力一样,对物体的平衡或运动起着独立作用,受力分析时不能漏掉 课时作业二十剩余部分
1.关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( D ) A.一点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力大则场强大 B.在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度也为零 C.电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零 D.一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为r的球面上各点所受电场力相同
考点二:电场强度和电场线
1.电场强度 A.描述电场强弱和方向的物理量。 B.定义式为 E=F/q C.由电场本身决定,与q和F无关 D.为矢量,规定正电荷在该点的受力方向为该点的电场强度方向。电场强度的叠加遵 循平行四边形法则。
PS:电场强度的表达式 定义式:E=F/q 决定式:E=kQ/r2 计算式:E=U/d
1.半径相同的两个金属小球A,B带有等量的电荷,相隔较远的距离,两球之间的吸引力 大小为f,今用第三个半径相同的不带电小球先后与A,B两球接触后移开,这时A,B两球 之间的作用力大小是 A A.吸引力F/8 B.吸引力F/4 C.排斥力3F/8 D.排斥力3F/4
高中电场部分基础知识汇总
高中电场部分基础知识总结1.摩擦起电、接触起电、感应起电,它们都是带负电的电子的转移。
任何一个带电体的带电量都是电子电量的整数倍,电子的带电量为-1.6×10-19C,质子的带电量为+1.6×10-19C ,α粒子的带电量为+2×1.6×10-19C ,……所以物理学中把1.6×10-19C 这个常数用“e ”表示,故1 e=1.6×10-19C ,可见e 、C 都是电量的单位,其中“C ”为电量的国际单位。
2.比荷(也叫“荷质比”)mq:带电体的带电量与质量的比值叫比荷(也叫“荷质比”)。
质子(11H)即氢原子核的比荷m q =μ11e ,解选择题时可将q 取着1,m 取着1,这样使计算更简便; α粒子(24He)即氦核的比荷m q =μ42e ,解选择题时可将q 取着2,m 取着4,这样使计算更简便; 钠离子N a +的比荷m q =μ231e ,解选择题时可将q 取着1,m 取着23,这样使计算更简便。
3.两个完全相同的金属体接触后分开电量平分;三个完全相同的金属体中的一个与另两个反复接触后电量也平分。
4. 库仑定律 (1)公式F=rQQ K 221(Q 、r 的单位分别用C 、m )(2)适用条件:真空中的点电荷. 5.电场强度、电场线(1)电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。
定义式:E=F/q 【E 与F 、q 无正比反比关系,与F 、q 无关,是电场本身的一种(力的)性质】 方向:正电荷在某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向【负电荷在某点所受电场力的方向与该点的电场强度的方向相反】.电场强度是矢量,电场中两点的场强大小方向都相同时才能说这两点的场强相同。
高中物理电场知识点汇总
高中物理电场知识点汇总物理概念和术语是学习物理学的基础,只有熟练掌握才能抓住问题的实质和关键。
下面是小编为大家整理的有关高中物理电场知识点汇总,希望对你们有帮助!高中物理电场知识点汇总1重要性:电场和磁场是高中物理研究的两个很主要的内容,因为这两个领域可以包含力学、运动学的绝大部分内容,所以电场在高考中的地位是很高的。
作用主要就是联系运动学、力学、磁场、能量的纽带。
它们一起混合起来进行考试是高考物理大题的常用考察方式。
点电荷电场线口诀:光芒四射正点电——正点电荷的电场线均匀射向四面八方。
万箭齐中负点电——负点电荷的电场线从四面八方指向负点电荷。
等量同号蝶双飞——等量同性电荷的电场线形状像“蝶双飞”等量异号灯一盏——等量异性电荷的电场线形状像“一盏灯笼”电场口诀:电场选择不头疼,抓住线面不放松,电场中有等势面,与它垂直画场线,方向由高指向低,面密线密是特点。
电场强度是矢量,疏密表示弱和强,线面越密场越强,场强力强a也强,力的方向看正负,正同负反要记清,场强计算三公式,条件记清用对路。
电势高低看走向,沿线越走势越低。
AB之间电势差,电势A减电势B。
势能变化看做功,正减负增一根筋。
高中物理电场知识点汇总21电荷及电荷守恒自然界中存在两种电荷———正电荷与负电荷规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
电荷的多少叫电量。
自然界中最小的带电单元称基元电荷e=1.6×10-19C。
电荷与电荷之间通过电场发生相互作用,同种电荷相斥,异种电荷相吸。
使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种:摩擦起电、接触起电和感应起电。
2电荷守恒定律电荷既不能创造,也不能被消灭,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。
3库仑定律1、点电荷:没有大小的带电体称点电荷,它是一种理想模型。
2、适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型。
如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少。
高二物理电场知识点总结。
高二物理电场知识点总结。
高二物理电场学问点总结。
黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结3-1电场学问点总结一、电场基本规律1、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会毁灭,它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,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。
-19(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10C密立根测得e的值。
2、库伦定律(1)定律内容: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,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
922(2)表达式:FkQ1Q2k=9.0×10Nm/C静电力常量r2(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
二、电场力的性质1、电场的基本性质:电场对放入其中电荷有力的作用。
2、电场强度E(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q的比值,就叫做该点的电场强度。
(2)定义式:EFE与F、q无关,只由电场本身打算。
q(3)电场强度是矢量:大小:单位电荷受到的电场力。
方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E的方向相反。
(4)单位:N/C,V/m1N/C=1V/m(5)其他的电场强度公式1点电荷的场强公式:Ek场源电荷○r22匀强电场场强公式:EUd沿电场方向两点间距离○d(6)场强的叠加:遵循平行四边形法则3、电场线(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向理性模型,实际上是不存在的(2)电场线的特点:1电场线起于正(无穷远),止于(无穷远)负电荷○2不封闭,不相交,不相切○3沿电场线电势降低,且电势降低最快。
一条电场线无法推断场强大小,可以判○断电势凹凸。
4电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面○(3)几种特别电场的电场线E三、电场能的性质黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。
高考物理学霸复习讲义静电场-第三部分 电场强度
一、电场1.电场的概念19世纪30年代,法拉第提出一种观点,认为电荷间的作用不是超距的,而是通过场来传递。
电场是存在于电荷周围,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。
虽然看不见摸不着也无法称量,但电场是客观存在的,只要电荷存在它周围就存在电场。
2.电场具有能量和动量。
3.电场力电场对放入其中的电荷(不管是运动的还是静止的)有力的作用,称为电场力。
4.静电场静止的电荷周围存在的电场称为静电场(运动的电荷或变化的磁场产生的电场称为涡旋电场)。
二、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跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强。
单位:N/C或V/m2.公式:E=Fq,这是电场强度的定义式,适用于一切电场3.方向:规定正电荷所受电场力的方向为该点的场强方向,负电荷所受电场力的方向与该点的场强方向相反。
第三部分电场强度4.物理意义:描述该处电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,场强是矢量。
★特别提示:电场强度是电场本身的属性,与放在电场中的电荷无关,不能根据定义式就说E与F成正比、与q成反比。
三、常见电场的电场强度1.点电荷电场E=Fq,F=2kQqr,故E=2kQr,与场源点电荷距离越大,电场强度越小,正点电荷形成的电场方向从场源点电荷指向外,负点电荷形成的电场方向指向场源点电荷。
2.匀强电场电场强度处处大小相等、方向相同四、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强弱。
2.电场线特点(1)电场线是人们为了研究电场而假想出来的,实际电场中并不存在。
(2)静电场的电场线总是从正电荷(或无穷远处)出发,到负电荷(或无穷远处)终止,不是闭合曲线。
这一点要与涡旋电场的电场线以及磁感线区别。
(3)电场中的电场线永不相交。
(4)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹,也不能确定电荷的速度方向。
电磁学习题 电场部分
学号 班级 姓名 成绩第一章 真空中的静电场 (一)一、选择题1、关于电场强度定义式E=F/q 0,指出下列说法中的正确者[ ]。
A .场强E 的大小与检验电荷q 0的电量成反比;B .对场中某点,检验电荷受力F 与q 0的比值不因q0而变; C .检验电荷受力F 的方向就是场强E 的方向;D .若场中某点不放检验电荷q 0,则F=0,从而E =0。
图6-12、如图6-1所示,在坐标(a ,0)处放置一点电荷+q ,在坐标(-a ,0)处放置另一点电荷-q .P点是y 轴上的一点,坐标为(0,y ).当y >>a 时,该点场强的大小为[ ]。
A. 204y q επ; B.202y q επ; C.302y qa επ; D. 304yqaεπ。
3、无限大均匀带电平面电荷面密度为σ,则距离平面d 处一点的电场强度大小为[ ]。
A .0; B .02σε; C .02d σε; D .04σε。
4、如图6-2所示,在半径为R 的“无限长”均匀带电圆筒的静电场中,各点的电场强度ERr EARr E BRr E CRrED的大小与距轴线的距离r 关系曲线为[ ]。
图6-25、在真空中,有一均匀带电细圆环,半径为R ,电荷线密度为λ,则其圆心处的电场强度为( )A 、0ελ;B 、R 02πελ;C 、202R πελ; D 、0v/m6、下列哪一说法正确( )A 、电荷在电场中某点受到的电场力很大,该点的电场强度一定很大B 、在某一点电荷附近的一点,如果没有把试验电荷放进去,则这点的电场强度为零C 、电力线上任意一点的切线方向,代表正点电荷在该点处获得的加速度方向D 、如果把质量为m 的点电荷放在一电场中,由静止状态释放,电荷一定沿电场线运动二、填空题1、两个正点电荷所带电量分别为q 1和q 2,当它们相距r 时,两电荷之间相互作用力为 F = ,若q 1+q 2=Q ,欲使两电荷间的作用力最大,则它们所带电量之比q 1:q 2= 。
电场PPT课件
产生电荷的方式(电荷守恒定律) 电场力 电场 电场强度及电场线 电势和电势差 等势面 电容及带电粒子在电场中的运动
产生电荷的方式
摩擦起电 接触起电 感应起电
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;
五、等势面
1.定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
2.等势面的性质
(1)沿等势面移动电荷时,电场力不做功 (2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指 向电势低的等势面 (3)电场线密的区域等势面密,电场线疏的区域等势 面疏
(4)任意两个电势不等的等势面不能相交 (5)在同一等势面上移动电荷时,电场力不 做功,这表明电荷受的电场力方向与电荷 的移动方向(在等势面上)始终保持垂直, 所以电场线与等势面垂直.由于沿电场线 方向电势一定降低,所以电场线由高电势
(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。
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是 存在很大差异—存在两种电荷 正电荷顺电场线移动, 电场力做正功,电势能减少 负电荷顺电场线移动, 电场力做负功,电势能增加 正电荷逆电场线移动, 电场力做负功,电势能增加 负电荷逆电场线移动, 电场力做正功,电势能减少
高中物理电磁公式大全总结
高中物理电磁公式大全总结一、电场部分。
1. 库仑定律。
- 公式:F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2,F是两个点电荷之间的静电力,q_1、q_2是两个点电荷的电荷量,r是两个点电荷之间的距离。
2. 电场强度。
- 定义式:E=(F)/(q),其中F是电荷q在电场中受到的电场力,E表示电场强度。
- 点电荷的电场强度公式:E = k(Q)/(r^2),Q为场源电荷的电荷量,r为到场源电荷的距离。
- 匀强电场电场强度与电势差的关系:E=(U)/(d),U是沿电场方向两点间的电势差,d是这两点沿电场方向的距离。
3. 电势与电势差。
- 电势的定义式:φ=(E_p)/(q),E_p是电荷q在电场中具有的电势能。
- 电势差的定义式:U_AB=φ_A - φ_B=frac{W_AB}{q},W_AB是电荷q从A 点移动到B点电场力做的功。
4. 电势能。
- E_p = qφ,q为电荷量,φ为该点电势。
5. 电容器的电容。
- 定义式:C=(Q)/(U),Q是电容器所带的电荷量,U是电容器两极板间的电势差。
- 平行板电容器的电容公式:C=(varepsilon_rS)/(4π kd),其中varepsilon_r是相对介电常数,S是极板的正对面积,d是极板间的距离。
二、磁场部分。
1. 磁感应强度。
- 定义式:B=(F)/(ILsinθ)(当I与B垂直时,θ = 90^∘,B=(F)/(IL)),F是通电导线在磁场中受到的安培力,I是导线中的电流,L是导线的长度。
2. 安培力。
- 公式:F = BILsinθ,θ为电流方向与磁场方向的夹角。
当θ = 0^∘(电流与磁场方向平行)时,F = 0;当θ = 90^∘(电流与磁场方向垂直)时,F=BIL。
3. 洛伦兹力。
- 公式:f = qvBsinθ,q为带电粒子的电荷量,v为带电粒子的速度,θ为速度方向与磁场方向的夹角。
高考物理总复习 专题八 电场 专题八 电场(讲解部分)
=
kQ n(R2
L2
)
。
由对称性知,各小段带电体在P处产生的场强大小均为E,且它们垂直于轴 的分量Ey相互抵消,而沿轴方向的分量Ex之和即为带电圆环在P处的场强 EP,
EP=nEx=nk
n(R
Q 2
L2
)
cos
QL
θ=k
3
(R2 L2 )2
。
答案 k
QL
3
(R2 L2 )2
4.公式U=Ed的应用技巧
须异号。设a、c带正电荷,b带负电荷,球c处的电场强度方向如图,tan β=tanα
= 3,由电场强度叠加原理得,tan β= E,b结合点电荷电场强度公式得 Ea =
4
Ea
Eb
rb2c|Qa| ,联立得k= Qa = 64 。故A、B、C三项均错误,D项正确。
ra2c|Qb |
Qb 27
考向二 电场强度的计算 1.电场强度的三个计算公式的比较
完整带电圆环,完整的带电圆环在环心O处产生的合场强为零。环心O处
的合场强E可以看做长Δs这一小段上的电荷在环心O处产生的场强E1与圆
环其余部分的电荷在环心O处产生的场强E2的矢量和,即E=E1-E2=0。因Δs
≪R,故Δs上带有的电荷可视为点电荷,其电荷量q= ΔsQ,在环心O处产生的
2πR
场强为E1=k
例2 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. kq ,水平向右
d2
高中物理知识点总结-电场部分
正对面积 板间距
(二)实验探测平行板电容器的电容
如何显示C的大小?
Q一定 时 d
C
S 4kd
U
C
1 C d
S U
C
CS
U C C
(三)、平行板电容器充电后的两种情况 1. U一定 即保持电容器的两极板与电源相连接
d↑ C ↓ Q ↓
S↑ ε↑
C ↑ C ↑
一般来讲,相邻等势面的电势差是一个定值
画出匀强电场和点电荷电场的等势面
匀强电场的等势面
点电荷电场中的等势面
以点电荷为球心的一簇球面
问:等势面的间 隔一定相等吗?
场线密的地方等势面也密
8、电势差?
U AB A B
U BA B A
U AB U BA
9、静电力做功与电势差的关系 电荷q从电场中A点移到B点,
1 qU2 L U2L y 2 2 mdv0 4dU1
U2L arctan 2dU1
2
2
qU2 L U 2 L tan 2 mdv0 2dU1
1 qU2 L2 U 2 L2 y 2 2 m dv 4dU1 0
U2L arctan 2dU1
Hale Waihona Puke 由上述两式可以看出,经同一电场加速又经同 一电场偏转后,带电粒子的偏转距离和偏转角度都 仅由加速电场和偏转电场的情况决定,而与带电粒 子自身的性质(粒子的质量m、电荷量q)无关。
+Q
-Q
(一)电容
•1 定义?
表示电容器容纳电荷的本领
Q Q C U U
其中C与Q、U无关,只 取决于电容器的本身
单位
法拉,简称法(F) 1F= 106μF = 1012pF
教科版高中物理必修第三册第一章第3节静电场 电场强度和电场线
负点电荷电场方向指向电荷
3、场强方向:
EF
+Q
+q
F
E
+Q
-q
物理学中规定,电场中某点的电场强度的方 向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同.
按照规定:负电荷在电场中某点受到的电场
力的方向跟该点的场强方向相反。
FE
-Q
+q
E
F
-Q
-q
例2.在电荷Q=810-9 C的电场中有点A,在A点放 入点电荷q=+410-9 C, q受到电场力F=810-5N, 方向向右. (1)求A点场强大小、方向. 2104N/C,向右
(1)电场线始于正电荷,终止于负电荷(无穷远 处).
(2)电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方 向一致.
(3)电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电
场线越密的地方,场强越大;电场线越稀的地
方,场强越小.
EA
EB
(4)两条电场线不能相交
B
(5)电场线是不闭合的 . A
1、两条电场线不能相交:
电场线上某点的切线方向为该点的电场强度的方向,如果 两条电场线相交,则在交点处电场强度的方向就有两个,分别 为两条电场线在此点的切线方向,这是不可能的,因为电场强 度是矢量,
2、电场线是不闭合的:
a.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.
b.等量的异种电荷的电场线也是不闭合的。
c.电场线起始于正电荷,终止于负电荷,并没有闭合,通俗 一点讲就是没有形成一个圈。
问题:电场线是带电粒子的运动轨迹吗?
电场线
运动轨迹
客 观 性
电场中并不存在,是 为了研究电场方便而 人为引入的
物理电场部分公式
物理电场部分公式电场是物理学中重要的概念之一,用于描述电荷相互作用的力场。
在电场中,电荷会受到电场力的作用,这个力的大小和方向与电荷的性质、电场强度等有关。
本文将介绍几个与电场有关的重要公式。
1.库仑定律库仑定律用于计算电荷间的相互作用力。
当两个电荷之间的距离为r,电荷分别为q1和q2时,它们之间的相互作用力F可以通过库仑定律来计算:F=k*(,q1,*,q2,)/r^2其中,k为库仑常数,其数值约为9*10^9N·m^2/C^2、这个公式表明,电荷之间的相互作用力正比于它们的电荷量的乘积,反比于它们之间的距离的平方。
2.电场强度电场强度描述了单位正电荷在电场中受到的力的大小和方向。
在特定点P处的电场强度E可以通过电场中的单位正电荷所受到的库仑力来计算:E=F/q其中,F为单位正电荷所受到的力,q为单位正电荷的电荷量。
根据库仑定律,可以得到:E=k*(,Q,/r^2)3.电场线电场线用于表示电场的分布情况。
它是一条虚拟线条,其方向表示电场强度的方向,线的密集程度表示电场强度的大小。
电场线始终从正电荷指向负电荷,不同电荷间的电场线不可交叉。
在均匀带电平面上,电场线是均匀且平行的。
4.电场做功当电荷在电场中移动时,电场会对其做功。
电场对电荷做的功可以通过电场强度和电荷在电场中的位移来计算:W=q*V其中,W表示电场对电荷做的功,q为电荷的电荷量,V是电场力对电荷位移的投影。
5.电势差电势差描述了单位正电荷从一个点移动到另一个点时,电势能的变化。
在电场中,电势差V可以通过电场力所做的功来计算:V=W/q电势差也可以通过电场强度沿电荷的位移路径的线积分来计算。
6.电势能电势能描述了电荷在电场中由于其位置而具有的能量。
当电荷在电场中移动时,电场对其做功,这份能量会转化为电势能。
电势能U可以通过电荷量、电势差来计算:U=q*V7.等势面等势面是电势相等的点所组成的面。
在均匀电场中,等势面是平行于电场线的平面,且电势随距离增加而减小。
常见电场电场线分布规律
常见电场电场线分布规律————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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。
电场部分周末练习题
周末练习1:电场及其相关性质一:选择题1.一负电荷从电场中A 点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B 点,它运动的速度一时间图象如图甲所示,则A 、B 所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的2.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c 。
已知质点的速率是递减的。
关于b 点电场强度E 的方向,下列图示可能正确的是(虚线是曲线b 点的切线)3.用电场线能很直观.很方便地比较电场中各点的强弱。
如图,左边是等量异种点电荷形成电场的的电场线,右边是场中的一些点: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 、CC .E 、F 两点场强大小和方向都相同D .从E 到F 过程中场强先增大后减小4.在以点电荷为球心、r 为半径的球面上各点相同的物理量是A .电场强度B .同一电荷所受电场力C .电势D .同一电荷具有的电势能5.如图所示的电场中有A 、B 两点,下列判断正确的是A .电势φA >φB ,场强E A >E B B .电势φA >φB ,场强E A <E BC .将电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点,电场力做正功,电势能减少D .将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点,电荷具有电势能E pA >E pB6.如图所示,实线是电场中一簇方向未知的电场线,虚线是一个带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是运动轨迹上的两点,若带电粒子只受电场力作用,根据此图能作出判断的是:A. 带电粒子所带电荷的正、负B. 带电粒子在a 、b 两点何处受力较大C. 带电粒子在a 、b 两点何处的动能较大D. 带电粒子在a 、b 两点何处的电势能较大7、一带电粒子射入一固定在o 点的点电荷的电场中,粒子运动的轨迹如图所示虚线abc 所示,图中实线是同心圆弧表示电场的等势面,不计重力,可判断: A.此粒子由a 到b ,电场力做功;由b 到c ,粒子克服电场力做功B ..粒子在b 点的电势能一定大于a 点电势能C .粒子在c 点的速度和在a 点的速度相等D .等势面a 比等势面b 的电势高8.A 、B 是某电场中的一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作用下,沿电场线从A点运动到B 点过程中的速度图象如图所示,下列关于A 、B 两点电场强度E 的大小和电势φ的高低判断正确的是A .E A >EB B .E A <E BC .φA <φBD .φA >φB 9.如图,实线为方向未知的三条电场线,虚线1和2为等势线.a 、b 两个带电粒子以相同的速度从电场中M 点沿等势线1的切线飞出,粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则在开始运动的一小段时间内(粒子在图示区域内): A .a 的电场力较小,b 的电场力较大 B .a 的速度将减小,b 的速度将增大C .a 一定带正电,b 一定带负电D .两个粒子的电势能均减小10.如图2,A 、B 为两等量异号点电荷,A 带正电,B 带负电,在A 、B 连线上有a 、b 、c三点,其中b 为连线的中点,ab =bc ,则A .a 点与c 点的电场强度相同B .a 点与c 点的电势相同C .a 、b 间电势差与b 、c 间电势差相等D .点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动,电场力不作功11.在右图中,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P 、Q 两点的相关说法中正确的是A .两点的场强等大、反向B .P 点电场更强C .两点电势一样高D .Q 点的电势较低12.如图所示,在+Q 产生的电场中,B 、C 、D 为以+Q 为圆心的圆周上的三个点,圆内有一点A ,已知AB >AC >AD ,现将同一检验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点的过程中,电场力做功的关系是A .W AB >W AC >W AD B .W AB <W AC <W AD C .W AB = W AC = W AD D .因没有具体数据,故无法确定13. 如图6所示,实线为方向未知的三条电场线,a 、b 两带电粒子从电场中的O 点以相同的初速度飞出。
大学物理电场部分答案
02/εδE o x 02/εδE o x2/εδ02/εδ-Eox 02/εδ02/εδ-oEx 第六章 电荷的电现象和磁现象序号 学号 姓名 专业、班级一 选择题[ C ]1 .一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A)电荷必须呈球形分布。
(B)带电体的线度很小。
(C)带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。
(D)电量很小。
[ D ]2.真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示,其电场的场强分布图线应是(设场强方向向右为正、向左为负)(A ) (B ) (C )(D )二 填空题1. 在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于 ________________________________略________________________________________________, 这称为场强叠加原理。
2.静电场中某点的电场强度,其数值和方向等于_________略_______________________________________________________________________________________________________。
3.两块“无限大”的带电平行电板,其电荷面密度分别为δ(δ> 0)及-2δ,如图所示,试写出各区域的电场强度E。
Ⅰ区E 的大小 02εσ , 方向 向右 。
Ⅱ区E的大小23εσ , 方向 向右 。
δ-xoI II IIIσ2-σ02/εσ0/εσ02/2ε022εσⅢ区E的大小2εσ, 方向 向左 。
4.A 、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面,已知两平面间的电场强度大小都为E 0 , 两平面外侧电场强度大小都为 E 0 / 3 ,方向如图。
则A 、B 两平面上的电荷面密度分别为A δ= 3/E 200ε- ,Bδ =3/E 400ε 。
三 计算题1.一段半径为a 的细圆弧,对圆心的张角为θ0,其上均匀分布有正电荷 q ,如图所示,试以a , q , θ0表示出圆心O 处的电场强度。
大学物理复习-电场部分(精选精校)
电荷、电场、电势、电容、静电平衡一、选择题1、一带正电荷的物体M ,靠近一不带电的金属导体N ,N 的左端感应出负电荷,右端感应出正电荷,若将N 的左端接地,如图所示,则 答案:B(A ) N 上的负电荷入地(B ) N 上的正电荷入地 (C ) N 上的电荷不动(D ) N 上所有电荷都入地分析:选(B )。
导体N 接地表明导体N 为零电势,即与无穷远处等电势,这与导体N 在哪一段接地无关。
3、有一带正电荷的大导体,欲测其附近P 点处的场强,将一电荷量为q 0 (q 0 >0 )的点电荷放在P 点,如图所示,测得它所受的电场力为F .若电荷量q 0不是足够小,则 (A ) F / q 0比P 点处场强的数值大;(B ) F / q 0比P 点处场强的数值小;(C ) F / q 0与P 点处场强的数值相等;(D ) F / q 0与P 点处场强的数值哪个大无法确定.答案:B 分析:选(B )。
q 0电量不是足够小,将影响导体上电荷的分布,近端的电荷在库仑力的作用下原理P 点,因此选B 。
4、有一接地的金属球,用一弹簧吊起,金属球原来不带电.若在它的下方放置一电量为q 的点电荷,则 答案:C(A)只有当q>0时,金属球才下移.(B)只有当q<0时,金属球才下移. (C)无论q 是正是负金属球都下移.(D)无论q 是正是负金属球都不动.分析:选(C )q 不论正负,由于接地,金属球上的出现的感应电荷中只保留与q 异号的电荷,因此在库仑力的作用下,金属球都要下移。
5、把A ,B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中,如图所示。
设无限远处为电势零点,A 的电势为U A ,B 的电势为U B ,则答案:D(A ) U B >U A ≠0(B ) U B >U A =0(C ) U B =U A (D ) U B < U A 分析:选(D )。
可以根据电场线的分布来判断电势的高低。
静电场部分习题及答案 (1)
静电场部分习题 一 选择题1.在坐标原点放一正电荷Q ,它在P 点(x =+1,y =0)产生的电场强度为 .现在,另外有一个负电荷-2Q ,试问应将它放在什么位置才能使P 点的电场强度等于零 (A) x 轴上x >1. (B) x 轴上0<x <1. (C) x 轴上x <0. (D) y 轴上y >0.(E) y 轴上y <0. [C ]2有两个电荷都是+q 的点电荷,相距为2a .今以左边的点电荷所在处为球心,以a 为半径作一球形高斯面 . 在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2,其位置如图所示. 设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为φ1和φ2,通过整个球面的电场强度通量为φS ,则 (A) φ1>φ2φS =q /ε0. (B) φ1<φ2,φS =2q /ε0. (C) φ1=φ2,φS =q /ε0.(D) φ1<φ2,φS =q /ε0. [ D ]x3 如图所示,边长为 m 的正三角形abc ,在顶点a 处有一电荷为10-8C 的正点电荷,顶点b 处有一电荷为-10-8 C 的负点电荷,则顶点c 处的电场强度的大小E 和电势U 为:( =9×109 N m /C2)(A) E=0,U=0.(B) E=1000 V/m,U=0.(C) E=1000 V/m,U=600 V.(D) E=2000 V/m,U=600 V.[ B ]4. 点电荷-q位于圆心O处,A、B、C、D为同一圆周上的四点,如图所示.现将一试验电荷从A点分别移动到B、C、D各点,则(A) 从A到B,电场力作功最大.(B) 从A到C,电场力作功最大.(C) 从A到D,电场力作功最大.(D) 从A到各点,电场力作功相等.[ D ]A5 一导体球外充满相对介电常量为εr 的均匀电介质,若测得导体表面附近场强为E,则导体球面上的自由电荷面密度δ为(A) ε 0 E. (B) ε 0εr E.(C) ε r E. (D) (ε 0εr-ε 0)E.[ B ]6一空气平行板电容器充电后与电源断开,然后在两极板间充满某种各向同性、均匀电介质,则电场强度的大小E、电容C、电压U、电场能量W四个量各自与充入介质前相比较,增大(↑)或减小(↓)的情形为(A) E↑,C↑,U↑,W↑.(B) E↓,C↑,U↓,W↓.(C) E↓,C↑,U↑,W↓.(D) E↑,C↓,U↓,W↑.[ B ]7 一个带负电荷的质点,在电场力作用下从A点出发经C点运动到B点,其运动轨道如图所示。
物理 电场部分公式
第12章 真空中的静电场1 电荷 库仑定律电荷守恒定律:在一个与外界没有电荷交换的系统内,不管发生什么物理过程,正负电荷的代数和保持不变。
库仑定律:2 电场与电场强度电场强度:它与检验电荷无关,反映电场本身的性质。
电场强度的计算 1.点电荷2.点电荷系的场强3.电偶极子4.均匀带电荷直线(棒)在任意一点 p 的场强L → ∞,5.均匀带电圆环轴线上一点的场强x >>R , 6.均匀带电圆盘轴线上一点的场强 X<<RX>>R 1221221012ˆ41r r q q F πε=qF E =0q F E=r r q ˆ4120πε=∑==n i i E E 1 ∑==n i i i i r r q 120ˆ41 πε303044r P r l q E e πεπε -=-=∴l q P e =)cos (cos 4sin 4210021θθπελθθπελθθ-===⎰⎰a d dE E L x x )sin (sin 4cos 4120021θθπελθθπελθθ-===⎰⎰a d dE E L y y a E x 02πελ=2322020)(44cos x R qx r q E +=⋅=πεπεθ204x q E πε≅⎰+=R x x r rdr x p E 023220)(2)(εσ])(1[221220x R x +-=εσ02εσ=E E R x q x ≈=πσπεπε20202443 高斯定理–––在封闭曲面内所有电荷的电量的代数和在真空中的静电场内, 通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷电量的代数和的1/ε0 。
注意:场强是只得所有电荷共同产生的和场强,电荷只是指曲面内的。
由高斯定理计算各种带电体的场强。
均匀带电球体,均匀无限长圆柱,无线均匀带电平面。
4 电势, 只与路径的起点终点位置有关静电环路定理:电势差:电势:注:电势具有叠加原理,这里的叠加指的是求代数和,不是指矢量叠加。
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d
二、解题思路指导 1、电场强度与电势之间的关系 例1:如图所示,A、B、C、D是匀强电场中 一正方形的四个顶点,已知:A、B、C三点 的电势分别为UA=15V,UB=3V,UC=-3V由此 可得D点的电势UD= V。 例2:如图所示,A、B、C是匀强电场中 A 的三点,已知:UA=10V、 UB=4V 、 UC=-2V <A=300 、 <B=900 、 AC=4√3cm,试确定该电场中的一根电场线 和场强E的大小和方向。 A D
L B
(2)变速运动——有电场力参与的用牛顿第二定律讨论的问题。 匀加速直线运动、变加速直线运动、圆周运动、简谐振动。 (3)能量转换问题——电场力的功、动能定理的应用、有电势 能参与的能量守恒的讨论。
例7:如图所示:有两个完全相同的金属球a和b,其中b球 固定在绝缘的水平地板上,a球从离b的高为H的正上方由 静止下落,与b球碰撞后又回跳h高度,设两球碰撞过程中 机械能不损失,空气阻力也不计,则: A、若a、b有一球不带电h>H B、若a、b带等量同种电荷h<H C、若a、b带等量异种电荷h>H D、若a、b带不等量同种电荷h>H E、若a、b带不等量异种电荷h<H b H a
B L VA A θ mg
VB E
(4)粒子过B点后,继续运动到与A点等高的C点,则CA两点的 间距为多大?粒子经过C点时的速度大小和方向怎样?
(4)带电粒子在电场中的加速和偏转问题 例16:一水平放置的平行板电容器置于真空中,开始时两 板间电场的场强大小为E1,这时一带电微粒在电场中正好 处于静止状态,现将两板间的场强大小突然增加到E2,保 持方向不变持续一段时间后,又突然将电场反向,而保持 场强大小不变再持续一段同样的时间后,带电微粒恰好能 回到初始位置上,已知在整个过程中微粒并未与极板相碰, 试求场强E2与E1的大小之比。
屏
例19:各种不同速率的正负离子垂直射入由A、B板提供的匀 强电场的中央,离子的电量为e,质量为m,偏转电场的电压 为U,两极板间距离为d,极板长为L,C为宽度为d的金属板, 射到C上的离子不能再射到屏S上,电场A、B,金属板C和屏 S的相对位置如图所示,求: (1)屏S上出现的亮环宽度是多少? (2)动能多大的离子经偏转电场后 才能打到屏S上? V0 L A B C S L L
B
C
C 300
B
2、电场中的力学问题 (1)平衡问题——电场中带电球或液滴在电场力和其它力作用 下的共点力平衡或力矩平衡。 例3:在一直线上的a、b两点各有一个点电荷Q1、Q2,已知: Q1=+9Q,Q2=-Q,a、b距离为r,问: (1)此直线上场强为零的点有几个?在何处? (2)如果在直线上放上第三个点电荷Q3,要使三个点电荷都处 于平衡状态,那么Q3带什么电?带电量多少?放在何处? 例4:三各自由点电荷,自左向右分布在一条直线上,要使它们 都处于平衡状态,它们的电量q1、q2、q3(都是绝对值) 应满足什么关系?
例17:如图所示,M、N为上下两块水平放 置的平行金属板,两板中心各有小孔C和D 分布在一条竖直线上,两板相距为d,现有 一电量为q(q>0),质量为m的粒子从C孔 正上方的A点(A点距C孔的距离为d)由静 止释放,粒子进入两板后又能返回A点,共 用时3√2d/g(不计空气阻力)求: 3√2d/g (1)两板间的电压。 (2)若要使粒子不能返回释放点,则释 放点距C孔的高度要满足什么条件? M N
1
2 B
例6: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 度都是L,悬线上端都固定在同一点O,B球悬 L 线竖直且被固定,A球在力的的作用下,偏离B X 球x的地方静止平衡,此时A受到的绳的拉力为T A 现保持其它条件不变,用改变A球质量的方法, 使A球再距B为1/2 X处平衡,则A受到绳的拉力 为: A、T B、2T C、4T D、8T
D Q O
L
300 L
C
A B +Q C
例12:竖直放置的A、B两平行板相距 O 600 为d,带电后板间为一匀强电场,质量 为m,带电量为q的小球C系在细丝线的 一端,线的另一端系在A板上的O点, D 开始时OC成水平,无初速释放后,当 小球运动到D点时,小球的速度为零, d A OC与OD的夹角为600,求: (1)AB两板间的电势差为多大? 1 AB (2)小球在D点时,细线对小球的拉力 多大? (3)小球在运动过程中,细线对小球 的拉力的最大值为多大?
例8:如图所示,在绝缘光滑水平面上,固定着A、B、C三个带电 小球,它们的质量为mA:mB:mC=1:2:1,同时释放三个小球的瞬间,A 球的加速度为2m/s2方向向左,C球的加速度为6m/s2方向向右,则B 球的加速度大小是多少?方向怎样? A B
C
例9:在光滑的水平面上桌面上,有相距L的两个点电荷小球A、 B,它们的质量分别为m和2m,由静止开始运动,初始时刻A的 加速度为a,经过一段时间后B的加速度大小也是a,速度大小 为v,求:(1)A、B是同种电荷,还是异种电荷?(2)当B 的加速度大小也是a时,A、B的距离是多大?A的速度是多少? (3)从初始时刻起至B的加速度大小为a这段时间内,B对A的 库仑力做了多少功?(4)两点电荷相遇时,各自通过的位移 之比是多少?
例15:一个带电粒子从A点以竖直 向上的速度,飞入水平向右的匀 强电场,当它运动到右上方的B点 时,速度变为水平,若粒子的质 量为m,电量为q(q>0),AB两 点的间距为L,AB与水平方向的 夹角为θ(重力加速度为g,不计 空气阻力)求: (1)粒子在A点和B点的速度之比VA:VB。 (2)电场强度E的大小。 (3)从A到B的过程中,机械能的增加量。
例5:用轻质细线1将质量为m1、电量为q1的小球A悬 挂于固定点O,再用轻质细线2将质量为m2、电量为q2 的小球B悬挂于小球A下,两根线都处于竖直绷紧状态, 若在挂两小球的中间引入场强为E的水平向右方向的 A 匀强电场,试问: (1)当m1=m2=m q1=q q2=-q(q>0)时,线1和线 2各向何方倾斜?并求它们和竖直方向的夹角。 (2)在m1=m2=m q2=-q(q>0)的情况下,要使线1 的倾斜方向与线2的倾斜方向相反,但与竖直方向相 反,q1应为多大?
C
B
例13:如图所示,一个竖直放置的半 径为R的光滑绝缘环,置于水平方向 的匀强电场中,电场强度为E,有一 质量为m,电量为q的带正电的空心小 球套在环上,并且Eq=mg。(1)当 小球由静止开始从环的顶端A下滑1/4 圆弧长的位置B时,小球的速度为多 大?(2)小球从环的顶端A滑至底端 C的过程中,小球在何处速度最大? 为多少?
A C
D
例18:如图所示,质子和α粒子由 v 0 静止均经过相同的加速电压U加速后, 沿垂直于电场线方向进入平行板电 容器两板间的匀强电场,已知两板 间的电势差为U,,若质子和α粒子 由进入到离开电场均未打到极板上, 问: (1)质子和α粒子飞出电场打到荧光屏上会出现几个亮 点? (2)能否证明质子和α粒子好象都从电容器正中射出? (3)两种粒子从进入偏转电场到离开电场的过程中,它 们的动量改变量的大小之比等于多少?
例10:如图所示,倾角为300的直角三角 A 形底边长为2L,且处于水平位置,斜面 为光滑绝缘导轨,现在底边中点O处固 定一正点电荷Q,让一质量为m的带正电 的点电荷q从斜面顶端A处释放沿斜面滑 下(不脱离斜面),现测得它滑到B点 B 在斜边上的垂足D点处的速度为V,加速 度为a,方向沿斜面向下。问:点电荷q 滑到斜面底端C点时的速度和加速度各 为多大? 例11:如图所示,光滑绝缘细杆竖直放 置,它与以正电荷Q为圆心的某一圆周交 于B、C两点为m,带电量为-q的有孔小球 从杆上A点无初速下滑,已知:q《Q, AB=h小球滑到B点时的速度大小为√3gh, 则小球从A到B的过程中,电场力做的功 W=?A、B两点间的电势差UAB=?
高二物理竞赛辅导《电磁综合》
一、知识要点:
电场的性质
1 1、力的性质——电场强度、电场线、电场力 ——
库仑定律 F=kq1q2/r2
F=Eq 2、能的性质——电势和电势差、等势面、电场力的功和电势能 3、场强和电势的关系——在一切静电场中,沿电场线方向电势 逐点降低,且电场线与等势面垂直。 在匀强电场中,UAB=Ed 式中d为AB两点间沿场强方向的距离。
A E O B
C
例14:质量为m,带电量为+q的微粒, 在O点的初速V0与水平方向成θ角射出, 如图所示,微粒在运动过程中所受阻 力大小恒为f, (1)如在某方向上加一定大小的匀强 电场后,能使微粒仍沿V0方向做直线 运动,试求所加匀方向水平向左的的匀强电场,仍保证 微粒沿V0方向做直线运动,并且经过一段时间后微粒又回到O 点,求回到O点时的速率。