20xx粵教版高中物理選修3-1第1章第3節(jié)電場強度(完整版)
【正文】 點場強大． (5) 如果把 Q 由正電荷換成負(fù)電荷，其電荷量不變，除 q所受庫侖力方向和場強方向變?yōu)樵瓉淼姆捶较蛲?，其他情況不變． ? 1．電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，這種關(guān)系叫做電場強度的疊加．因電場強度是矢量，所以滿足平行四邊形定則．例如，圖 1－ 3－ 5中P點的電場強度，等于＋Q1在該點產(chǎn)生的電場強度E1與－ Q2在該點產(chǎn)生的電場強度 E2的矢量和． ?電場強度的疊加 圖 1－ 3－ 5 ? 2．比較大的帶電體的電場，可把帶電體分做若干小塊，每小塊看成點電荷，用點電荷電場疊加的方法計算． ? 3．同一直線上的兩個場強的疊加可簡化為代數(shù)和． ? 【 例 2】 如圖 1－ 3－ 6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 1－ 3－ 6 ? (1)兩點電荷連線的中點 O的場強多大？ ? (2)距 A、 B兩點都為 r的 O′點的場強如何？ 解析： (1) 如右圖所示 A 、 B 兩點電荷在 O 點產(chǎn)生的場強方向相同，均由 A → B . A 、 B 兩點電荷在 O 點產(chǎn)生的電場強度 EA＝ EB＝kQ??????r22＝4 kQr2 . 故 O 點的合場強為 E0＝ 2 EA＝8 kQr2 ，方向由 A → B . (2) 如下圖所示， EA′ ＝ EB′ ＝kQr2 ，由矢量圖所形成的等邊三角形可知， O ′ 點的合場強 E0′ ＝ EA′ ＝kQr2 ， 方向與 A 、 B 的中垂線垂直，即方向平行 AB 且由 A → B . 答案： (1)8 kQr 2，方向由 A → B (2)kQr 2，方向平行 AB 且由 A → B ? ?題后反思 ? 在等量異種電荷連線的垂直平分線上，中點的場強最大，兩邊成對稱分布，離中點越遠(yuǎn)，場強越小，場強的方向都相同，都是從正電荷指向負(fù)電荷的方向． ? 如圖 1－ 3－ 7所示， AC、 BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為 O，將帶有等量電荷q的正、負(fù)點電荷放在圓周上，它們的位置關(guān)于 AC對稱．要使圓心 O處的電場強度為零，可在圓周上再放置一個適當(dāng)電荷量的正點電荷＋ Q，則該點電荷＋ Q應(yīng)放在 ( ) ? A． A點 B． B點 ? C． C點 D． D點 圖 1－ 3－ 7 ? 【 答案 】 D [由電場的疊加原理和對稱性可知，＋ q、－ q在 O點的合場強方向應(yīng)沿 OD方向，要使 O點的合場強為零，放上的電荷＋ Q在 O點的場強方向應(yīng)與＋ q、－ q在 O點的合場強方向相反，所以 D正確． ] ?電場線及其應(yīng)用 1 ． 用電場線描述電場 (1) 點電荷的電場線 ① 正點電荷：因正點電荷的電場線是由正點電荷出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)終止，向外呈輻射狀，如圖 1 － 3 － 8 甲所示，距正點電荷越遠(yuǎn)，電場線越疏，所以場強越小，滿足 E ＝ kQr2 ，方向背離正點電荷． ② 負(fù)點電荷：因負(fù)點電荷的電場線是由無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)點電荷終止，向里呈聚焦?fàn)?，如圖乙所示，距負(fù)點電荷越遠(yuǎn)，電場線越疏，所以場強越小，滿足 E ＝ kQr2 ，方向指向負(fù)點電荷． 圖 1－ 3－ 8 ? (2)兩個等量點電荷的電場線 圖 1－ 3－ 9 比較 等量異種點 電荷 等量同種點電 荷 電場線分布圖 圖 1－ 3－ 9甲所示 圖 1－ 3－ 9乙所示 連線中點 O處的場強 最小，指向負(fù)電荷一
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