教科版選修3-1：第一章 靜電場 學(xué)案3-文庫吧
2024-11-18 22:43 本頁面
【正文】 條電場線 不相交 ． (3)在同一幅圖中 ， 電場線的疏密表示場強(qiáng)的 大小 ， 電場線某點(diǎn)的 切線方向 表示該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向 ． 2． 勻強(qiáng)電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小 相等 ， 方向 相同 ； 電場線是 間距相等的平 行線 ． [延伸思考 ] 、等量同號點(diǎn)電荷、等量異號點(diǎn)電荷電場的電場線有何特點(diǎn)？ 2． 電場線和帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡相同嗎？ 答案 ： 正電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠(yuǎn)處 ， 負(fù)電荷的電場線由無限遠(yuǎn)處延伸到負(fù)電荷 ， 如圖所示 ， 其特點(diǎn)有 ： (1)點(diǎn)電荷形成的電場中 ， 不存在場強(qiáng)相同的點(diǎn) ． (2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個球面 ， 電場線處處與球面垂直 ． 在此球面上場強(qiáng)大小處處相等 ，方向各不相同 ． 等量同號點(diǎn)電荷的電場 ： 電場線分布如圖所示 (以等 量正點(diǎn)電荷為例 )， 其特點(diǎn)有 ： (1)兩點(diǎn)電荷連線上 ， 中點(diǎn) O 處場強(qiáng)為零 ， 向兩側(cè)場強(qiáng)逐漸增大 ， 方向指向中點(diǎn) ． (2)兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn) O 沿中垂面 (中垂線 )到無限遠(yuǎn) ， 電場線先變密后變疏 ， 即場強(qiáng)先變大后變小 ， 方向背離中點(diǎn) ． 等量異號點(diǎn)電荷的電場 ： 電場分布如圖所示 ， 其特點(diǎn)有 ： (1)兩點(diǎn)電荷連線上的各點(diǎn)場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷 ， 沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大 ，中點(diǎn)處場強(qiáng)最小 ． (2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面 (中垂 線 )上 ， 電場線的方向均相同 ， 即電場強(qiáng)度方向都相同 ， 總與中垂面 (或中垂線 )垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè) ． 沿中垂面 (中垂線 )從中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處 ， 場強(qiáng)大小一直減小 ， 中點(diǎn)處場強(qiáng)最大 ． 2． 不一定相同 ． 電場線是為了形象地描述電場而引入的假想曲線 ， 規(guī)定電場線上每點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向 ， 也是正電荷在該點(diǎn)的受力方向 (與負(fù)電荷受力方向相反 )． 運(yùn)動軌跡是帶電粒子在電場中實(shí)際通過的徑跡 ， 徑跡上每點(diǎn)的切線方向?yàn)榱Ｗ釉谠擖c(diǎn)的速度方向 ． 在力學(xué)的學(xué)習(xí)中我們就已經(jīng)知道 ， 物體運(yùn)動速度的方向和它的加速度的方向是兩回事 ，不一定相同 ， 因此 ， 電場線與 運(yùn)動軌跡不能混為一談 ， 不能認(rèn)為電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡 ． 只有當(dāng)電場線是直線 ， 且?guī)щ娏Ｗ又皇莒o電力作用 (或受其他力 ， 但方向沿電場線所在直線 )， 同時帶電粒子的初速度為零或初速度方向沿電場線所在直線時 ， 運(yùn)動軌跡才和電場線重合 ， 這只是一種特殊情況 ． 一、對電場強(qiáng)度的理解 例 1 如圖 3所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體 A附近有一點(diǎn) B，若在 B處放置一個 q1＝－ 10－ 8 C 的電荷 ， 測出其受到的靜電力 F1大小為 10－ 6 N， 方向如圖 ， 則 ： 圖 3 (1)B 處場強(qiáng)是多少 ？ 方向如何 ？ (2)如果換成一個 q2＝ 10－ 7C 的電荷放在 B 點(diǎn) ， 其受力多大 ？ 此時 B 處場強(qiáng)多大 ？ 解析 (1)由場強(qiáng)公式可得 EB＝ F1|q1|＝ 10－ 6 10－ 8 N/C＝ 200 N/C 因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以場強(qiáng)方向與 F1方向相反 (2)q2在 B點(diǎn)所受靜電力 F2＝ q2EB＝ 10－ 7 200 N＝ 10－ 5 N，方向與場強(qiáng)方向相同， 也就是與 F1反向 ． 此時 B處場強(qiáng)仍為 200 N/C不變，方向與 F1相反 ． 答案 (1)200 N/C 方向與 F1相反 (2) 10－ 5 N 200 N/C 針對訓(xùn)練 A 為已知電場中的一固定點(diǎn) ， 在 A點(diǎn)放一電荷量為 q的試探電荷 ， 所受電場力為F， A 點(diǎn)的場強(qiáng)為 E， 則 ( ) A． 若在 A 點(diǎn)換上電荷量為 － q 的試探電荷 ， A 點(diǎn)場強(qiáng)方向發(fā)生變化 B． 若在 A 點(diǎn)換上電荷量為 2q 的試探電荷 ， A 點(diǎn)的場強(qiáng)將變?yōu)?2E C． 若在 A 點(diǎn)移去電荷 q， A 點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)榱? D． A 點(diǎn)場強(qiáng)的大小 、 方向與 q 的大小 、 正負(fù) 、 有無均無關(guān) 答案 D 解析 電場強(qiáng)度 E＝ F/q是通過比值定義法得出的，其大小及方向與試探電荷無關(guān)；故放入任何電荷時電場強(qiáng)度的方向、大小均不變，故 A、 B、 C均錯誤；故選 D. 二、點(diǎn)電荷的電場 電場強(qiáng)度的疊加 例 2 如圖 4 所示 ， 真空中 ， 帶電荷量分別為 ＋ Q 和 － Q 的點(diǎn)電荷 A、 B 相距 r， 則 ： 圖 4 (1)點(diǎn)電荷 A、 B 在中點(diǎn) O 產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為多大 ？ 方向如何 ？ (2)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn) O 的場強(qiáng)為多大 ？ (3)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上 ， 距 A、 B 兩點(diǎn)都為 r 的 O′ 點(diǎn)的場強(qiáng)如何 ？ 解析 分別求＋ Q和－ Q在某點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向，然后根據(jù)電場
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