电场强度
电场强度的几种计算方法
电场强度的几种求法一.公式法1.qF E =是电场强度的定义式:适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q 充当“测量工具”的作用。
2.2r k Q E =是真空中点电荷电场强度的决定式,E 由场源电荷Q 和某点到场源电荷的距离r 决定。
3.dU E =是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d 为两点间的距离在场强方向的投影。
二.对称叠加法当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵守矢量合成的平行四边形定则。
例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电。
例: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,如图中a 点处的场强为零,求图中b 点处的场强多大例:一均匀带负电的半球壳,球心为O 点,AB 为其对称轴,平面L 垂直AB 把半球壳一分为二,L 与AB 相交于M 点,对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称。
已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,点电荷q 在距离其为r 处的电势为r qk =ϕ。
假设左侧部分在M 点的电场强度为E 1,电势为1ϕ;右侧部分在M 点的电场强度为E 2,电势为2ϕ;整个半球壳在M 点的电场强度为E 3,在N 点的电场强度为E 4,下列说法中正确的是( )A .若左右两部分的表面积相等,有E 1>E 2,1ϕ>2ϕB .若左右两部分的表面积相等,有E 1<E 2,1ϕ<2ϕC .只有左右两部分的表面积相等,才有E 1>E 2,E 3=E 4D .不论左右两部分的表面积是否相等,总有E 1>E 2,E 3=E 4答案:D例:ab 是长为L 的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab 所在直线上的两点,位置如图所示.ab 上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E 1,在P2处的场强大小为E2。
电场强度计算方法
电场强度计算方法电场强度是描述电场空间分布情况的物理量。
在实际应用中,为了准确计算电场强度,我们需要利用电荷的数量和位置信息来进行计算。
本文将介绍几种常用的电场强度计算方法。
方法一:库仑定律库仑定律是计算电荷间电场强度的基本定律。
根据库仑定律,两个电荷之间的电场强度可以通过公式进行计算:E = k * (q / r²)其中,E表示电场强度,k是库仑常数,q是电荷大小,r是电荷间的距离。
这个公式适用于计算单个电荷的电场强度,也适用于计算多个电荷之间的电场强度。
对于多个电荷,可以将各个电荷的电场强度之和作为总的电场强度。
方法二:超级位置原理超级位置原理是一种便捷的计算电场强度的方法,尤其适用于球对称分布的电荷。
据此方法,我们可以假设所有电荷都位于空间中的一个点,然后计算距离该点一定距离的电场强度。
最后再根据实际电荷分布的情况进行修正。
这种方法可以减少计算的复杂度,提高计算效率。
方法三:高斯定律高斯定律是计算电场强度的另一种常用方法。
根据高斯定律,我们可以通过电场线穿过一个闭合曲面的总电通量来计算电场强度。
公式如下:Φ = E * S = Q / ε₀其中,Φ表示电通量,E表示电场强度,S表示闭合曲面的面积,Q 表示包围在闭合曲面内的总电荷量,ε₀表示真空介电常数。
通过求解这个方程,可以得到电场强度E。
方法四:数值模拟方法除了上述解析方法外,还可以使用数值模拟方法来计算电场强度。
数值模拟方法一般基于有限元或有限差分方法,通过将电场区域离散化为小网格,利用数值计算技术来求解电场强度。
数值模拟方法适用于复杂电场分布和形状的计算,可以在较大范围内获得精确的结果。
总结:电场强度的计算方法有库仑定律、超级位置原理、高斯定律和数值模拟方法等。
根据实际情况选择合适的方法进行计算,可以准确地描述电场强度的分布。
电场强度的计算对于电场分布的理解和电场效应的预测具有重要意义,在工程设计、科学研究和日常生活等领域都有广泛应用。
电场强度的几种计算方法
电场强度的几种求法一. 公式法1.qFE =是电场强度的定义式:适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q 充当“测量工具”的作用 2.2rk QE =是真空中点电荷电场强度的决定式,E 由场源电荷Q 和某点到场源电荷的距离r 决定。
3.dUE =是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d 为两点间的距离在场强方向的投影。
二.对称叠加法当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵守矢量合成的平行四边形定则。
例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电。
例: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,如图中a 点处的场强为零,求图中b 点处的场强多大?例:一均匀带负电的半球壳,球心为O 点,AB 为其对称轴,平面L 垂直AB 把半球壳一分为二,L 与AB 相交于M 点,对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称。
已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,点电荷q 在距离其为r 处的电势为rqk=ϕ。
假设左侧部分在M 点的电场强度为E 1,电势为1ϕ;右侧部分在M 点的电场强度为E 2,电势为2ϕ;整个半球壳在M 点的电场强度为E 3,在N 点的电场强度为E 4,下列说法中正确的是( ) A .若左右两部分的表面积相等,有E 1>E 2,1ϕ>2ϕ B .若左右两部分的表面积相等,有E 1<E 2,1ϕ<2ϕC .只有左右两部分的表面积相等,才有E 1>E 2,E 3=E 4D .不论左右两部分的表面积是否相等,总有E 1>E 2,E 3=E 4 答案:D例:ab 是长为L 的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab 所在直线上的两点,位置如图所示.ab 上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E 1,在P2处的场强大小为E2。
电场强度知识点总结
电场强度知识点总结
电场强度的大小取决于电场本身,即激发电场的电荷,与电场中的受力电荷无关。
在电场中某一点,试探电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量,该比值定义为该点的电场强度。
电场强度的单位有两种,一种是牛(顿)每库(仑),符号为N/C;另一种是伏(特)每米,符号是V/m,它与牛/库相等,即1V/m=1N/C。
此外,还有两个常见的电场强度公式。
一个是点电荷的电场强度公式E=kQ/r^2,其中k为静电力常量,Q为场源电荷电荷量,r是离场源电荷的距离。
这个公式只适用于点电荷场强的计算,表明点电荷在某点产生的场强与场源电荷成正比,与离场源电荷的距离的平方成反比。
另一个是匀强电场的电场强度与电压的关系公式E=U/d,其中U为匀强电场中两点间的电势差,d为这两点间沿场强方向的距离。
这个公式也可以用于非匀强电场中某些量的定性判断。
电场强度遵从场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和。
这个原理表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响。
电场强度的叠加遵循矢量合成的平行四边形定则。
电场强度的大小关系到电工设备中各处绝缘材料的承受能力、导电材料中出现的电流密度、端钮上的电压,以及是否产生电晕、闪络现象等问题,是设计中需考虑的重要物理量之一。
以上是关于电场强度的一些重要知识点,涵盖了电场强度的定义、单位、计算公式、性质、应用等方面。
在学习电场强度时,需要充分理解这些知识点,并能够灵活运用它们解决实际问题。
电场强度与电场线的描述
电场强度与电场线的描述电场是物理学中一个重要的概念,用于描述与电荷相互作用的现象。
电场强度和电场线是描述电场特性的关键概念和工具。
本文将就电场强度和电场线的概念、描述以及其在物理学中的应用进行详细阐述。
一、电场强度的概念电场强度是描述电场中电荷受力情况的物理量,用符号E表示。
在电场中放置一个试验电荷q_0,当它受到电场力F_e作用时,电场强度E的定义为E=F_e/q_0。
电场强度的单位为牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度的描述为了更好地理解和描述电场强度,我们可以通过等势线和场线来进行描绘。
等势线是指在电场中,处于同一电势的点组成的曲线。
场线则是描述电荷周围电场方向的线条。
1. 等势线的描述等势线上各点的电势相等,且垂直于电场线的方向。
电场强度与等势线的关系是在等势线上任意两点之间,电场强度与等势线的切线方向垂直。
等势线的密集程度表明了电场强度的大小,密集的等势线表示电场强度较大,稀疏的等势线则表示电场强度较小。
2. 场线的描述场线是描述电荷周围电场方向的线条,其方向与电场强度的方向相同。
场线从正电荷指向负电荷,或由正电荷无线延伸到无穷远处。
场线的密集程度表示电场强度的大小,密集的场线表示电场强度较大,稀疏的场线表示电场强度较小。
场线的分布形态可以描述电场的空间分布情况。
三、电场强度与电场线的应用电场强度与电场线在物理学中有着广泛的应用,以下是其中的几个方面:1. 电荷受力分析通过电场强度的描述,可以计算出电荷在电场中所受的力,从而探究电荷的受力情况。
利用电场线可以直观地了解电荷受力的方向。
2. 电势能计算电场强度与电势能存在一定的关系,可以通过电场强度的分布计算电荷的电势能。
电场线可以辅助理解电势能在电场中的分布规律。
3. 电场的工作与能量转换在电场中,电荷在电场力的作用下进行移动,从而进行电场的工作与能量转换。
电场线可以帮助我们理解电荷在不同位置的势能变化和能量转换过程。
4. 电场的引力与斥力对于引力和斥力的电场,通过电场强度和电场线的描述,我们可以更加深入地理解电荷之间的相互作用情况以及电场的特性。
电场强度公式(场强公式)
电场强度公式
电场强度公式又称场强公式,是用于描述电场大小和方向的物理量在匀强电场中:E=U/d;
匀强电场的场强E=Uab/d {Uab:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)。
若知道一电荷受力大小,电场强度可表示为:
E=F/q;
点电荷形成的电场:E=kq/r^2,k为一常数,q为此电荷的电量,r 为到此电荷的距离,可看出:随r的增大,点电荷形成的场强逐渐减小(点电荷形成的场强与r^2成反比)
注意事项:
(1)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;
(2)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;
(3)常见电场的电场线分布要求熟记;
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)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;
(5)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;
(6)电容单位换算:1F=10^6μF=10^12pF;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10^-19J;
(8)其它相关内容:静电屏蔽/ 示波管、示波器及其应用 / 等势面/尖端放电等。
(9)电场强度E=U/d=4πkQ/εS,并且做功W=U*q
(10)电场力F=k*Qq/r^2;。
电场强度知识点总结
电场强度知识点总结1. 电场强度的定义电场强度是描述电场对单位正电荷产生的力的物理量。
对于一个点电荷,在其周围产生的电场中,单位正电荷所受到的力称为该点的电场强度。
2. 电场强度的计算公式电场强度的计算公式为:$$ E = \\frac{1}{4\\pi\\varepsilon_{0}}\\cdot\\frac{Q}{r^{2}} $$其中,E表示电场强度,Q表示电荷量,r表示距离,$\\varepsilon_{0}$表示真空介电常数。
3. 电场强度的性质3.1 叠加原理电场强度具有叠加性质,即系统中的电场强度等于各个电荷单独产生的电场强度的矢量和。
3.2 与电荷正负性相关电场强度的方向由电荷的正负决定,当电荷为正电荷时,电场强度指向远离电荷的方向;当电荷为负电荷时,电场强度指向靠近电荷的方向。
3.3 电场强度的矢量性质电场强度是矢量量,具有大小和方向,大小是根据计算公式得到的标量,方向是根据电荷的正负决定的。
4. 电场线电场线是描述电场强度方向的曲线。
在电场中,电场线与电场强度的方向相切。
电场线由于其形状和分布特征的不同,可以用来直观地表示电场的强度和方向。
5. 极板电场和均匀电场5.1 极板电场极板电场是由两个平行的具有相同大小但符号相反的电荷板产生的电场。
在极板电场中,电场强度的方向垂直于电荷板,并且具有一定的大小分布特征。
5.2 均匀电场均匀电场是指在空间中电场强度的大小和方向都相同的电场。
在均匀电场中,电场强度的方向不随位置变化。
6. 电场强度与电势的关系电场强度与电势存在着密切的关系。
电势是描述电场能量分布的物理量,而电场强度是电势的负梯度,即电场强度的方向与电势下降最快的方向一致。
7. 电场强度的应用电场强度是电场的重要物理量,广泛应用于各个领域。
以下是电场强度的一些应用:•在电荷运动的轨迹和速度计算中,电场强度是非常重要的参考物理量。
•在电子学中,通过控制电场强度,可以实现电子束的聚焦和偏转,用于电子显微镜和电视机图像的显示。
电学基础知识电场强度和电势的计算
电学基础知识电场强度和电势的计算电场是电荷周围空间所具有的物理量,用来描述电荷对于其他电荷的作用力,其中电场强度是电场的一种基本性质。
电势则是描述电场内某一点具有的电势能,是电场的另一个重要参数。
本文将详细介绍电场强度和电势的计算方法及其应用。
一、电场强度的计算方法电场强度的计算是通过库仑定律来实现的,库仑定律公式为:F = k * (q1 * q2) / r^2其中,F为电荷间的作用力,k为库仑常量,q1、q2为电荷的大小,r为电荷间的距离。
根据库仑定律,可以求得一个点处的电场强度。
电场强度E与电荷之间的关系可以由以下公式得出:E =F / q其中,q为测试电荷的大小。
通过将测试电荷放置在相异电荷间的位置上,测量作用力F的大小,再由F除以q即可得到电场强度E的值。
二、电势的计算方法电势是描述电场内某一点的电势能,其计算需要用到以下公式:V = k * q / r其中V为电势,k为库仑常量,q为电荷的大小,r为电荷与点之间的距离。
根据该公式,我们可以计算得到一个点处的电势值。
如果给定了一个电荷分布,电势的计算可以通过对该分布进行积分来实现。
具体来说,可以将电荷分布分成很小的电荷元dq,并计算每个电荷元对某一点产生的电势贡献,最后对所有电荷元的电势贡献进行累加,即可得到该点处的电势值。
三、电场强度和电势的应用电场强度和电势是电学中非常重要的概念,在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些应用的例子:1. 静电场的应用:电场强度和电势可以用来解释静电现象,例如静电吸附、静电除尘等。
2. 电场感应:电场强度和电势对于感应电流和电磁感应现象有重要作用。
通过电场的变化,可以感应出电流或者制造电磁感应现象。
3. 电容器:电容器的原理就是利用电场的强度和电势差来存储电能。
电容器中的两个极板之间存在电势差,当外加电场引起极板上的电荷移动时,就可以储存电能。
4. 纳米技术:电场强度和电势在纳米技术中起着重要作用,例如纳米加工技术和纳米传感器,通过调控电场强度和电势可以实现高精度的控制和测量。
电场和电场强度的概念
电场和电场强度的概念电场是物理学中的一个重要概念,描述了电荷对周围空间产生的作用。
电场强度则是衡量电场强弱的物理量。
本文将对电场和电场强度的概念进行详细论述。
一、电场的概念电场是由电荷所产生的一种物理量,它具有大小和方向。
当一个电荷处于某个点上时,它会对周围空间产生电场。
电荷的性质决定了电场的强弱和方向。
正电荷产生的电场方向指向其周围空间,负电荷产生的电场方向则相反。
二、电场强度的概念电场强度是衡量电场强弱的物理量,用E表示。
在某个点上,电场强度的大小等于单位正电荷在该点受到的电场力。
电场强度的方向与电场力的方向相同。
电场强度的单位是每库仑(C)所受到的牛顿(N),通常用N/C表示。
三、电场强度的计算方法计算电场强度的方法有多种,下面列举两种常见的情况:1. 点电荷的电场强度计算对于一个点电荷Q,与其距离为r的点P上的电场强度E的计算公式为:E = k * Q / r^2其中,k为库仑常数,约等于9 × 10^9 N·m^2/C^2。
2. 均匀带电球面的电场强度计算对于一个均匀带电球面,其电荷量为Q,半径为R,与其距离为r的点P上的电场强度E的计算公式为:E = k * Q / R^2当r<R时,即在球内部,电场强度E在球心方向向内,大小随距离增大而减小;当r>R时,即在球外部,电场强度E在球心方向向外,大小随距离增大而减小。
四、电场强度的性质1. 电场强度是矢量电场强度具有大小和方向,因此是一个矢量量。
在计算和描述电场强度时,需要同时考虑其大小和方向。
2. 电场强度的叠加原理当空间中有多个电荷同时存在时,它们所产生的电场强度可以进行叠加。
对于每个电荷而言,它们产生的电场强度矢量可以进行矢量求和,得到总的电场强度矢量。
3. 电场强度的分布规律在电荷周围的空间中,电场强度具有一定的分布规律。
通常情况下,电荷越靠近某一点,该点上的电场强度越大。
五、应用场景电场和电场强度的概念在物理学和工程学中具有重要应用。
电场强度
匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场- - - - 点电荷与带电平板+孤立点电荷周围的电场 电场的力的性质电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电势能。
1.电场强度电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。
(1)定义: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。
q FE = ①这是电场强度的定义式,适用于任何电场。
②其中的q 为试探电荷(以前称为检验电荷),是电荷量很小的点电荷(可正可负)。
③电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。
(2)点电荷周围的场强公式是:2r kQE =,其中Q 是产生该电场的电荷,叫场电荷。
(3)匀强电场的场强公式是:d UE =,其中d 是沿电场线方向上的距离。
【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。
+9Q 【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。
2.电场线要牢记以下6种常见的电场的电场线注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系:①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
②电场线互不相交。
E BE AE C-5 -3 -1 1-4Q +9Q【例3】 如图所示,在等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探电荷由A 点沿直线移到O 点,再沿直线由O 点移到c 点。
在该过程中,检验电荷所受的电场力大小和方向如何改变?其电势能又如何改变?针对练习1.电场强度E 的定义式为E=F /q ,根据此式,下列说法中正确的是①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量,F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力,E 是该点的电场强度 ③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量,F 是放在电场中的点电荷受到的电场力,E 是电场强度 ④在库仑定律的表达式F =kq 1q 2/r 2中,可以把kq 2/r 2看作是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小,也可以把kq 1/r 2看作是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的场强大小A .只有①②B .只有①③C 、只有②④D .只有③④ 2.一个检验电荷q 在电场中某点受到的电场力为F ,以及这点的电场强度为E ,图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是3.处在如图所示的四种电场中P 点的带电粒子,由静止释放后只受电场力作用,其加速度一定变大的是4.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,则电子所受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5.如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电+ -a O c场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是A .若粒子是从A 运动到B ,则粒子带正电;若粒子是从B 运动到A ,则粒子带负电B 、不论粒子是从A 运动到B ,还是从B 运动到A ,粒子必带负电C 、若粒子是从B 运动到A ,则其加速度减小D .若粒子是从B 运动到A ,则其速度减小6.如图所示,一根长为2 m 的绝缘细管AB 被置于匀强电场E 中,其A 、B 两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E =103 V/m ,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,重G =10-3 N,电荷量q =2×10-6 C ,从A 点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,则小球从B 点射出时的速度是(取g =10 m/s 2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)A .2 m/sB .3 m/sC 、22m/sD .23m/s7.在图所示的竖直向下的匀强电场中,用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动,下列说法正确的是 ①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小④带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小A .②B .①②C .①②③D 、①②④8.质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E 的匀强电场中,当小球A 静止时,细线与竖直方向成30°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为A .E m g 33B . E m g 3C .E mg 2D 、Emg 2 9.带负电的两个点电荷A 、B 固定在相距10 cm 的地方,如果将第三个点电荷C 放在AB 连线间距A 为2 cm 的地方,C 恰好静止不动,则A 、B 两个点电荷的电荷量之比为_______.AB 之间距A 为2 cm 处的电场强度E=_______.10.有一水平方向的匀强电场,场强大小为9×103 N/C ,在电场内作一半径为10 cm 的圆,圆周上取A 、B 两点,如图所示,连线AO 沿E 方向,BO ⊥AO ,另在圆心O 处放一电荷量为10-8 C 的正电荷,则A 处的场强大小为______;B 处的场强大小和方向为_______.11.在场强为E ,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m 的带电小球,电荷量分别为+2q 和-q ,两小球用长为L 的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平衡状态,如图所示,重力加速度为g ,则细绳对悬点O 的作用力大小为_______.12.长为L 的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q ,质量为m 的带电粒子,以初速度v 0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°角,如图所示,则:(1)粒子末速度的大小为_______;(2)匀强电场的场强为_______;(3)两板间的距离d 为_______.13.如图所示,在正点电荷Q 的电场中,A 点处的电场强度为81 N/C ,C 点处的电场强度为16 N/C ,B 点是在A 、C 连线上距离A 点为五分之一AC 长度处,且A 、B 、C 在一条直线上,则B 点处的电场强度为多大?14.在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q 、质量为m 的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s ,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ,且qE = 2 mg ,如图所示,求:(1)小球经多长时间落地?(2)小球落地时的速度.15.如图所示,一半径为R 的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E .从水平轨道上的A 点由静止释放一质量为m 的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A 距圆轨道最低点B 的距离s .已知小球受到的电场力大小等于小球重力的43倍.。
电场的强度和电场的方向
电场的强度和电场的方向电场是指电荷周围的空间中体现电磁场的一种现象。
电场的强度和方向是电场的两个重要特征,对于我们理解和研究电场的性质和行为具有重要意义。
一、电场的强度电场的强度是指单位正电荷在电场中所受的电场力大小。
用符号E 表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
在空间中某点处的电场强度可以通过受力的大小计算得到。
假设有一个带电粒子,电荷量为q,放置在某一点处,并测得该粒子所受的电场力为F。
则该点处的电场强度E为E=F/q。
电场强度的方向与电荷的性质和位置有关。
正电荷产生的电场是由外向内的,即电场线从正电荷指向负电荷。
而负电荷产生的电场则是从内向外的,电场线从负电荷指向正电荷。
二、电场的方向电场的方向是指电场力作用方向的指示。
根据电荷性质的不同,电场的方向可以大致分为以下两种情况:1. 正电荷电场方向对于正电荷而言,电场力是朝向电荷的反方向,因此电场线从正电荷指向外部。
以正电荷为例,假设有一个带正电荷q1,放置在某一点处,并测得该点处的电场力为F。
则该点处的电场强度E的方向是从该点指向正电荷q1。
2. 负电荷电场方向对于负电荷而言,电场力是朝向电荷的方向,因此电场线从负电荷指向内部。
以负电荷为例,假设有一个带负电荷q2,放置在某一点处,并测得该点处的电场力为F。
则该点处的电场强度E的方向是从负电荷q2出发,指向该点。
三、电场强度和方向综合应用电场的强度和方向是相互关联的,通过综合应用可以获得更多有用信息。
以下为电场强度和方向综合应用的几个例子:1. 带电粒子的电场在空间中有一带电粒子q1,我们希望知道点P处的电场强度和方向。
我们可以先测定点P处的电场力F,然后通过E=F/q1计算得到P处的电场强度E。
根据电荷的性质,可以确定电场的方向从q1指向P。
2. 电场的叠加原理当空间中存在多个带电粒子时,它们所产生电场的强度和方向可以通过叠加原理进行计算。
即将每个带电粒子的电场强度和方向进行矢量相加,得到合成电场的方向和大小。
电场强度的定义公式和方向
电场强度的定义、公式和方向一、电场强度的定义、公式和方向1、定义:放入电场中某一点的电荷所受到的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强,用符号E表示.其定义式为 $E=\frac{F}{q}$.2、单位牛/库($N/C$),或伏/米($V/m$),$1~V/m=1~N/C$.3、方向电场中某点的场强方向与正电荷在该点的受力方向相同,与负电荷受力方向相反.4、矢量性电场强度是矢量,运算遵循平行四边形定则.5、物理意义电场强度是描述电场的力的性质的物理量,在数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的电场力.6、绝对性由$E=\frac{F}{q}$可导出电场力$F=qE$.若场源电荷确定,电场中每一点的电场强度的大小和方向都是唯一确定的,若知道某点的电场强度的大小和方向,就可求出放入电场中该点的电荷量为 $q$ 的电荷在该点所受电场力的大小和方向.7、点电荷的电场(1) 大小:$E=\frac{kQ}{r^2}$,其中 $Q$ 为场源电荷的电荷量,而非试探电荷的电荷量.(2) 方向:若 $Q$ 为正电荷,电场强度方向沿 $Q$ 和该点的连线指向该点;若$Q$ 为负电荷,电场强度方向沿 $Q$ 和该点的连线指向 $Q$.(3) 适用条件:真空中的点电荷8、$E=\frac{F}{q}与E=k\frac{Q}{r^2}的比较$9、电场强度的叠加(1) 如果场源是多个点电荷,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和. 这就是电场强度的叠加.(2) 电场强度是矢量,电场强度叠加本质是矢量叠加,所以应用平行四边形定则求解. 如图所示,$P$ 点的电场强度 $E$ 等于 $+Q_1$ 在该点产生的电场强度 $E_1$ 与 $-Q_2$ 在该点产生的电场强度 $E_2$ 的矢量和.(3) 对于较大的不能视为点电荷的带电体的电场强度,可把带电体分成很多小块,每块可以看成点电荷,用点电荷电场叠加的方法计算.二、电场强度的相关例题用细线将一质量为m,电荷量为q的小球悬挂在天花板的下面,没空气中存在有沿水平方向的匀强电场,当小球静止时把细线烧断,小球将做()A.自由落体运动B.曲线运动C.沿悬线的延长线的匀加速运动D.变加速直线运动答案:C解析:烧断细线前,小球受竖直向下的重力G,水平方向的电场力F和悬线的拉力T,并处于平衡状态,现烧断细线,拉力T消失,而重力G和电场力F都没有变化,G和F的合力为恒力,方向沿悬线的延长线方向,所以小球做初速为零的匀加速直线运动。
电场强度和电压公式
电场强度和电压公式
电场强度和电压是描述电场的两种重要的物理量。
以下是它们的公式:
电场强度(Electric Field Intensity,符号E):电场强度是指单位正电荷在电场中受到的力的大小,其公式如下:
E = F/q
其中,F 是电荷受到的力,q 是电荷的量。
电压(Voltage,符号V):电压是衡量电源内部电位差的物理量,其公式如下:
V = W/q
其中,W 是电场做的功,q 是移动电荷的数量。
需要注意的是,这两个公式并不是通用的关系,它们分别用于描述不同情况下的电场。
通常情况下,电场强度与电压有关,当电荷沿着电场线移动时,所做的功等于电压与电荷的乘积。
但在某些特定条件下,例如在均匀电场或静电场中,电场强度可以用以下公式计算:
E = U/d
其中,U 是电势差,d 是电场线上任意两点之间的距离。
电场强度两公式
电场强度两公式
电场强度有以下两个公式:
(1)E=F/Q;(2)E=kQ/r2。
应用以上公式计算电场强度时,一定要明确各公式的适用范围和应用条件。
(1)式是电场强度的定义式,它适用于任何静电场,且E与F、Q无关,只取决于电场的本身;(2)式是点电荷的场强公式,它只适用于真空中点电荷Q形成的电场。
在已知电场强度的前提下还可以运用公式(1)求电场力,此时公式(1)变形为F=EQ。
用表格表示为:
例1关于电场强度的两个公式:(1)E=F/Q;(2)E=kQ/r2;下列说法中正确的是()A.公式(1)和(2)只能在真空中适用
B.公式(2)只能在真空中适用,(1)在真空中和介质中都适用
C.公式(1)和(2)在任何介质中都适用
D.公式(1)只在真空中适用,公式(2)在任何介质中都适用,公式(1)适用于任何静电场,(2)只适用于点电荷的电场。
解析(1)式是定义式,它适用于任何静电场,任何介质中;(2)式只适用于真空中的点电荷的场强计算;综上所述,只有B选项正确。
例2如图1所示,正点电荷Q放在坐标原点,则当另一负点
电荷-2Q放在何处时,才能使P点(1,0)的场强为零()
A.位于轴x上,x>1
B.位于x轴上,x<0
C.位于轴x上,0<x<1
D.位于y轴上,y<0 图1。
电场强度的定义及理解
电场强度的定义及理解电场强度是电场的一种物理量,用来描述电场对电荷的作用力大小和方向。
电场强度的定义是单位正电荷所受到的电场力。
电场强度的理解可以从电场的概念、作用以及计算公式等方面展开。
电场是指由电荷所产生的物理场。
在空间中存在着电荷的存在,它们会相互作用,产生电场。
电场可以通过电场线来表示,电场线上的箭头指向电荷所带电荷的种类。
电场的强度决定了电场线的密度,电场越强,电场线越密集。
电场对电荷有作用力。
根据库仑定律,电荷之间的作用力与它们的电量大小成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
电场强度正是用来描述电场对电荷的作用力大小和方向的物理量。
具体而言,当我们将一个单位正电荷放置在电场中时,它就会受到电场力的作用,电场强度就等于单位正电荷所受到的电场力。
电场强度的计算公式为E = F/q,其中E表示电场强度,F表示电场力,q表示单位正电荷。
根据这个公式,我们可以通过测量电场力对已知电荷的作用来求解电场强度。
电场强度的单位是牛顿每库仑(N/C)。
电场强度的理解还可以从电场的性质和作用方面来深入探讨。
首先,电场强度是矢量量,具有大小和方向。
大小表示电场的强弱,方向则表示电场力的方向。
其次,电场强度与电荷的性质有关。
当电荷增大时,电场强度也会增大;当电荷的距离减小时,电场强度也会增大。
此外,电场强度还可以通过电势差来计算,电势差与电场强度成正比。
电场强度的理解还可以从实际应用的角度来考虑。
电场强度在电场的分析和电场力的计算中起着重要作用。
在电场分析中,我们可以利用电场强度来描述不同位置处的电场强弱,并画出电场线图;在电场力的计算中,我们可以利用电场强度和电荷的大小来计算电场力。
电场强度的理解对于理解电场的特性和应用具有重要意义。
电场强度是描述电场对电荷作用力大小和方向的物理量。
电场强度的定义是单位正电荷所受到的电场力,可以通过计算公式E = F/q 来求解。
电场强度的理解可以从电场的概念、作用以及计算公式等方面展开,同时也可以从电场的性质和作用方面深入探讨。
匀强电场的电场强度公式
匀强电场的电场强度公式
电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。
实验表明,在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。
1电场强度公式及推导式
1.e=f/q,电场强度定义式,电场强度的定义:放进电场中某点的电荷所受到静电力f 跟它的电荷量比值,其大小用e则表示,e=f/q。
2.e=kq/r^2,点电荷的电场强度,只适用于点电荷场强的计算。
k为静电力常量,q为场源电荷电荷量,r是离场源电荷的距离。
点电荷在某点产生的场强与场源电荷成正比,与离场源电荷的距离的平方成反比。
3.e=u/d,匀强电场的电场强度与电压的关系。
u为匀强电场中两点间的电势差,d为这两点间沿场强方向的距离。
此公式也可以用作非匀强电场中某些量的定性推论。
4.电场强度是矢量,以上三个公式一般都只是用来计算场强的大小,场强的方向需要另外判断。
2试探点电荷必须满足用户的条件
(1)它的线度必须小到可以被看作点电荷,以便确定场中每点的性质;
(2)它的电量必须足够多大,使由于它的植入不引发旧有电场的再次原产或对有源电场的影响可以忽略不计。
电场强度的单位v/m伏特/米或n/c牛顿/库仑(这两个单位实际上相等)。
常用的单位还有v/cm伏特/厘米。
电场强度和磁感应强度的定义
电场强度和磁感应强度的定义
1 电场强度
电场强度是电场的力学量,它是电场中单位正电荷受到的电力矢量,也可以说是由电势差产生的力学量。
它代表了电场中电荷的运动趋势,是电场作用于一个点时让其受到的电力和单位电荷之比。
它的定义为:在电势差为ε自由空间中,由单位正电荷q受到的电力行矢量强度(F)除以单位电荷(q)所得就是电场强度E;它的表示为:E = F/ q。
2 磁感应强度
磁感应强度(Magnetic Field Strength)是一种矢量型物理量,它可以表示麦克斯韦磁场的强度。
它描述的是磁场的变化率和磁通量的强度,是单位线磁通过空间时磁力线的密度,这是磁感应强度的定义。
它的定义为:当单位的磁通量穿越某区域时所产生的磁感应强度为B;它的表示为:B = Magnetic Force/ Length of magnet。
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2018级济北中学高一物理学案
电场强度
教师寄语:新学期,新迹象,新开始。
【学习目标】
1、理解电场强度,能根据场强的定义式进行有关计算;知道场强是矢量及其方向的规定。
2、知道点电荷的电场,能推导其表达式并能在计算中运用它。
3、知道场强的叠加原理
4、知道匀强电场。
【基础知识】
一、电场及电场力
1.电荷的周围存在的场叫,带电体间的相互作用是通过发生的。
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做。
二、电场强度
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的跟它的的比值叫做该点的电场强度。
2.公式:。
单位:,符号。
3.方向:规定为在该点受电场力的方向,所以电场强度是量。
4.某点的场强为1N/C,它表示1C的点电荷在此处会受到1N的电场力作用。
5.试探电荷;为了测量电场对一个电荷的作用力,应使放入的这个电荷的足够小,以致不影响将要研究的电场,使这个电荷的足够小到能确定电场中各点的性质,这样的电荷叫。
三、点电荷的电场与匀强电场
1.点电荷电场的场强大小的表达式:。
2.点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小,与点电荷的电荷量成,与该点到点电荷距离的平方成。
3.匀强电场:在电场的某一区域里,如果各点场强的和都相同,这个区域的电场就叫做。
两块靠近的、大小相等且互相正对的平行金属板,若分别带上等量异种电荷,两板之间的电场就可以认为是,其电场线是均匀分布的平行直线。
四、场强叠加原理:如果有几个点电荷同时存在,电场中任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电场强度的和,可用定则求解。
例1、在真空中有一电场,在这个电场中的某点P 放一点电荷q=+1.0×10-9C ,它受到的电场力为3.0×10-4N ,方向水平向右,求:
(1)P 点处的电场强度的大小及方向。
(2)若在P 点处换q '=2.0×10-9C 的负点电荷,则P 点的场强大小及方向?
(3)若将P 点的点电荷拿走,则P 点的场强大小及方向?
(4)负点电荷q '=2.0×10-
9C ,它在P 点受到的电场力是多大?方向如何?
例2. 在真空中O 点放一个点电荷Q C =+⨯-10109.,直线MN 通过O 点,OM 的距离r =30cm ,
M 点放一个点电荷q C =-⨯-10
1010.,如图所示,求: (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?
例3.如图,等边三角形ABC 的边长为a ,AB 两顶点上分别固定等量异号电荷+q 和 –q ,求顶点C 处的电场强度的大小和方向。
1.关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( )
A .电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B .电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比
C .电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向
D .电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关
E .同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,则该点场强大
F .在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零
G .电场中某点场强为零,则试探电荷在该点受到的电场力不一定为零
H .一试探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
2.电场强度E 的定义式为E=F/q ,则下列说法中正确的是( )
A.这个定义只适用于点电荷产生的电场
B.上式中F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是放入电场中的电荷的电量
C.上式中F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是产生电场的电荷的电量
D.在库仑定律的表达式221r q q k
F =中,22r q k 是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小;而21r
q k 是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的场强大小 3. 下面对公式2r
Q k E =的几种理解,其中正确的是( ) A. 当r →0时,E →∞
B. 当r →∞时,E →0
C. 某点场强跟点电荷Q 无关,只跟该点距离r 有关
D. 以点电荷Q 为圆心,r 为半径的球面上,各点的场强相同
4. 如图所示,在a 处放有一带电荷量为12
105.⨯-C 的点电荷Q ,在b 处有一带电荷量为-⨯-3109C 的点电荷q ,现测得点电荷q 在b 点受到的电场力F N =⨯-6105,方向沿ab 连线向左,则点电荷Q 在b 处的电场强度是( )
A. 大小为2×104N/C ,方向沿ab 连线向右
B. 大小为5N/C ,方向沿ab 连线向左
C. 大小为2×104N/C ,方向沿ab 连线向左
D. 大小为5N/C ,方向沿ab 连线向右
5. 将电荷量为3106⨯-C 的负电荷,放在电场中A 点时,受到的电场力的大小为6103⨯-N ,
方向水平向右,则A 点的电场强度为( )
A. 2×103N/C ,方向水平向右
B. 2×103N/C ,方向水平向左
C. 2103⨯-N C /,方向水平向右
D. 2103⨯-N C /,方向水平向左
6. 在真空中,带电荷量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P,P点与q1的距离为r,把一个电荷量为q2的检验电荷放在P点,它受的静电力为F,则P点电场强度的大小等于()
A. F
q1 B.
F
q2 C.
k
q
r
1
2 D.
k
q
r
2
2
7.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且Q1=2Q2,用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在x轴上( )
A. E1=E2之点只有一处,该点合场强为0
B. E1=E2之点共有两处,一处合场强为0,另一处合场强为2E2
C. E1=E2之点共有三处,其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2
D. E1=E2之点共有三处,其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2
8.如右图,M、N和P是以MN为直径的半圈弧上的三点,0为半圆弧的圆心,∠MOP=60°电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2。
E1与E2之比为( ) A.1:2 B.2:1
C.2: 3 D.4: 3
9.如图所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处 ( )
10.一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F,该点场强大小为E,则下面能正确反映这三者关系的是()。