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高中物理第2章電場與示波器探究電場的力的性質學案滬科版選修3-1-文庫吧在線文庫

2025-01-02 23:12上一頁面

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【正文】 在該點的速度方向.在力學的學習中我們就已經(jīng)知道,物體運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,電場線與運動軌跡不能混為一談,不能認為電場線就是帶電粒子在電場中運動的軌跡.只有當電場線是直線,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,運動軌跡才和電場線重合,這只是一種特殊情況. 一、對電場強度的理解 例 1 如圖 3 所示,在一帶負電的導體 A附近有一點 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 處場強是多少?方向如何? (2)如果換成一個 q2= 10- 7C 的電荷放在 B 點,其受力多大?此時 B 處場強多大? 解析 (1)由場強公式可得 EB= F1|q1|= 10- 10- 8 N/C= 200 N/C 因為是負電荷,所以場強方向與 F1 方向相反 (2)q2在 B點所受靜電力 F2= q2EB= 10- 7200 N= 10- 5 N,方向與場強方向相同,也就是與 F1 反向.此時 B 處場強仍為 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 二、點電荷的電場 電場強度的疊加 例 2 如圖 4 所示,真空中,帶電荷量分別為+ Q 和- Q 的點電荷 A、 B 相距 r,則: 圖 4 (1)點電荷 A、 B 在中點 O 產(chǎn)生的場強分別為多大?方向如何? (2)兩點電荷連線的中點 O 的場強為多大? (3)在兩點電荷連線的中垂線上,距 A、 B 兩點都為 r 的 O′點的場強如何? 解析 分別求+ Q 和- Q 在某點的場強大小和方向,然后根據(jù)電場強度的疊加原理,求出該點的合場強. (1)如圖甲所示, A、 B 兩點電荷在 O 點產(chǎn)生的場強方向相同,均由A→ 、 B 兩點電荷 在 O 點產(chǎn)生的電場強度 EA= EB= kQr2= 4kQr2 . (2)O 點的場強為: EO= EA+ EB= 8kQr2 ,方向由 A→B. (3)如圖乙所示, EA′= EB′= kQr2,由矢量圖所形成的等邊三角形可知, O′點的場強 EO′= EA′= EB′= kQr2 ,方向與 A、 B 的中垂線垂直,由 A→B. 答案 (1)4kQr2 ,方向由 A→B 4kQr2 ,方向由 A→B (2)8kQr2 ,方向由 A→B (3)kQr2 ,方向由 A→B 三、電場線的理解和應用 例 3 某電場的電場線分布如圖 5 所示,下列說法正確的是 ( ) 圖 5 A. c 點的電場強度大于 b 點的電場強度 B.若將一試探電荷+ q 由 a 點靜止釋放,它將沿電場線運動到 b 點 C. b 點的電場 強度大于 d 點的電場強度 D. a 點和 b 點的電場強度的方向相同 解析 電場線的疏密表征了電場強度的大小,由題圖可知 Ea< Eb, Ed> Ec, Eb> Ed, Ea> Ec,故選項 C 正確,選項 A 錯誤.由于電場線是曲線,由 a 點靜止釋放的正電荷不可能沿電場線運動,故選項 B錯誤.電場線的切線方向為該點電場強度的方向, a點和 b 點的切 線不在同一條直線上,故選項 D 錯誤. 答案 C 1.(對電場線的理解 )如 圖 6 所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在這條線上有A、 B 兩點,用 EA、 EB 表示 A、 B 兩處的場強,則 ( ) 圖 6 A. A、 B 兩處的場強方向相同 B.因為 A、 B 在一條電場線上,且電場線是直線,所以 EA= EB C.電場線從 A指向 B,所以 EA> EB D.不知 A、 B 附近電場線的分布情況, EA、 EB 的大小不能確定 答案 AD 解析 電場線的切線方向即場強方向,所以 A 對;電場線的疏密程度表示場強大小,只有一條電場線的情況下不能判斷場強大小,所以 B、 C 錯誤, D 正確. 2. (電場強度矢量的疊加 ) N(N> 1)個電荷量均為 q(q> 0)的小球,均勻分布在半徑為 R的圓周上,如圖 7 所示.向右移去位于圓周上 P 點的一個小球,則圓心 O 點處的電場強度大小為 ________,
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