1.2.库仑力 电场强度的叠加
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点电荷的电场与电场强度的叠加
点电荷的电场与电场强度的叠加知识点包括点电荷的电场与电场强度的叠加知识点、点电荷的电场与电场强度的叠加要点等部分,有关点电荷的电场与电场强度的叠加的详情如下:
点电荷的电场与电场强度的叠加知识点
1.点电荷的电场
(1)定义式:E=,Q为真空中点电荷的带电量,r为该点到点电荷Q的距离。
(2)方向
若Q为
__正电荷__,场强方向沿Q和该点的连线指向该点;若Q为__负电荷__,场
强方向沿Q和该点的连线指向Q。
(3)适用条件
__真空中点电荷__。
2.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的__矢量和__。
点电荷的电场与电场强度的叠加要点
1.点电荷的电场
推导如图所示,场源电荷Q与试探电荷q相距r,它们之间的库仑力,所以电荷q处的电场强度。
公式
2.电场强度的叠加
(1)如果场源电荷是多个点电荷,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,这种关系叫做电场强度的叠加。
(2)电场强度是矢量,电场强度的叠加遵循平行四边形定则。
电场强度的叠加
电场强度的叠加事件已经成为娱乐圈最热门的话题。
在每一次电场强度的叠加过程中,电场强度突然发生了突然的变化,并带来了越来越多机会和有趣的挑战。
电场强度的叠加有助于深入了解电力布置原理,了解电磁学中重要的知识点。
借助这种叠加,用户实际掌握了如何控制和调节电场强度,使电场强度达到最佳状态。
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高中物理静电场知识点高中物理静电场知识点【要点解读】1.库仑定律适用条件的三点理解(1)对于两个均匀带电绝缘球体,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离。
(2)对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布。
(3)不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞。
其实,在这样的条件下,两个带电体已经不能再看成点电荷了。
2.应用库仑定律的四条提醒(1)在用库仑定律公式时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电荷量的绝对值。
(2)作用力的方向判断根据:同性相斥,异性相吸,作用力的方向沿两电荷连线方向。
(3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反。
(4)库仑力存在极大值,由公式可以看出,在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大。
重点2 电场强度电场线【要点解读】1.电场强度三个表达式的比较表达式比较E=E=k E=公式意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场①真空匀强电场②点电荷决定因素由电场本身决定,与检验电荷q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定,d为两点沿电场方向的距离2.电场的叠加(1)叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。
(2)运算法则:平行四边形定则。
3.计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成法。
(2)平衡条件求解法。
(3)对称法。
(4)补偿法。
(5)等效法。
4.电场线的三个特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远或负电荷处;(2)电场线在电场中不相交;(3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏。
5.六种典型电场的电场线【规律总结】电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系1.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合。
电力叠加原理隐含了库仑定律电力叠加原理与库仑定律引言:电力叠加原理是电学中的重要概念,它隐含了库仑定律。
本文将介绍电力叠加原理的基本概念和应用,并解释它与库仑定律之间的关系。
一、电力叠加原理的基本概念电力叠加原理是指当电路中存在多个电源时,每个电源产生的电力可以独立地叠加在一起。
具体来说,对于一个由n个电源构成的电路,每个电源产生的电力与其他电源无关,可以分别计算,然后将它们相加得到总电力。
二、电力叠加原理的应用1. 并联电路中的电流叠加在并联电路中,电流叠加原理是电力叠加原理的特殊情况。
根据电流叠加原理,电路中的总电流等于各个并联支路中的电流之和。
这种原理可以应用于电路的分析和计算,方便了对并联电路的研究。
2. 串联电路中的电压叠加在串联电路中,电压叠加原理是电力叠加原理的另一个特殊情况。
根据电压叠加原理,电路中的总电压等于各个串联元件上的电压之和。
这种原理可以应用于串联电路的分析和计算,使得对串联电路的研究更加简便。
三、电力叠加原理与库仑定律的关系电力叠加原理隐含了库仑定律,它们之间存在着内在的联系。
库仑定律是描述电荷之间相互作用的规律,它表明电荷间的力与它们之间的距离成反比,与它们之间的电量成正比。
而电力叠加原理则是在库仑定律的基础上,将多个电力叠加在一起,得到总电力。
因此,电力叠加原理可以看作是库仑定律的推广和应用。
四、电力叠加原理的实际应用举例电力叠加原理在实际生活中有着广泛的应用。
例如,在电力系统中,由于电力的输送路径较长,往往会存在电压降的问题。
通过电力叠加原理,可以计算出每个电源产生的电力,然后将它们相加,就能得到整个电路的总电力。
这有助于电力系统的设计和优化。
电力叠加原理还可以应用于电路的故障诊断。
当电路中存在多个故障点时,可以通过分别计算每个故障点产生的电力,然后将它们叠加在一起,得到总电力。
通过对总电力的分析,可以确定每个故障点的位置和性质,从而进行修复。
结论:电力叠加原理是电学中的重要概念,它能够将多个电源产生的电力叠加在一起,从而得到总电力。
第一讲 库仑定律、电场力的性质本讲目标1) 库伦定律的理解及应用 2) 电场强度的理解及应用 3) 电场线的理解及应用 4) 力电综合问题目标一 库伦定律的理解及应用一、 基础知识梳理【笔记】 1.点电荷忽略 、保留 的一种理想化模型. 2.电荷守恒定律(1)起电方式:摩擦起电、接触起电、 起电. (2)带电实质:物体带电的实质是 .(3)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 ,或者从物体的一部分 ;在转移过程中,电荷的总量 . 3.库仑定律(1)内容: 中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的 成正比,与它们的 成反比,作用力的方向在 .(2)表达式:F = k q 1q 2r 2 ,式中k =9.0×109N·m 2/C 2,叫做静电力常量.(3)适用条件: 中的 . 4. (1)解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的,只是在原来受力的基础上多了电场力.具体步骤如下:(2)“三个自由点电荷平衡”的问题1)平衡的条件:每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置.2)二、 典型例题讲练【方法】1.如图所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l 为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )2. (2018·全国卷Ⅰ·16)如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =5 cm ,bc =3 cm ,ca =4 cm.小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线.设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A .a 、b 的电荷同号,k =169B .a 、b 的电荷异号,k =169C .a 、b 的电荷同号,k =6427D .a 、b 的电荷异号,k =64273.(2018·闽粤期末大联考)如图甲所示,用OA 、OB 、AB 三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m 的带等量同种电荷的小球(可视为质点),三根绳子处于拉伸状态,且构成一个正三角形,AB 绳水平,OB 绳对小球的作用力大小为F T .现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F ,使装置静止在图乙所示的位置,此时OA 绳竖直,OB 绳对小球的作用力大小为F T ′.根据以上信息可以判断F T 和F T ′的比值为( )A.33B. 3C.233D .条件不足,无法确定4.(多选)(2019·广东省汕头市质检)A 、C 是两个带电小球,质量分别是m A 、m C ,电荷量大小分别是Q A 、Q C ,用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O ,两球静止时如图所示,此时细线对两球的拉力分别为F T A 、F T C ,两球连线AC 与O 所在竖直线的交点为B ,且AB <BC ,下列说法正确的是( )A.Q A>Q CB.m A∶m C=F T A∶F T CC.F T A=F T CD.m A∶m C=BC∶AB5.如图11所示,已知两个点电荷Q1、Q2的电量分别为+1 C和+4 C,都固定在水平面上,它们之间的距离d=3 m,现引入点电荷Q3,试求:当Q3满足什么条件,并把它放在何处时才能平衡?三、课后练习【巩固】1.(2016·浙江卷,19)如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A和O B两点.用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点O B移到O A点固定.两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m.已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g=10 m/s2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则()A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2 NC.B球所带的电荷量为46×10-8 CD.A、B两球连线中点处的电场强度为02. (2017·牡丹江重点高中一联)两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示。
场强叠加原理
场强叠加原理是物理学中一个重要的概念,用于描述由多个电荷或其他场源产生的电场、磁场或重力场等的总效应。
根据场强叠加原理,对于多个电荷或场源而言,产生的场强可以通过将每个电荷或场源单独产生的场强矢量进行矢量求和得到。
这意味着对于一个给定点的场强,可以通过将所有与该点相关的电荷或场源产生的场强矢量相加获得。
具体来说,如果有n个电荷或场源,它们分别产生的场强矢量分别为E1、E2、E3...En,则在给定点的总场强矢量E是它们的矢量和,即E = E1 + E2 + E3 + ... + En。
这个原理在电学、磁学和重力学等领域都有应用。
在电学中,例如当有多个点电荷在给定点产生的电场时,可以通过场强叠加原理求解电场强度。
在磁学中,当有多个电流元或磁石在给定点产生的磁场时,也可以使用这个原理。
在重力学中,当有多个质点在给定点产生的重力场时,同样可以使用场强叠加原理求解重力场强度。
需要注意的是,场强叠加原理只适用于线性场。
如果存在非线性场源,例如强度与距离平方成反比的引力场,叠加原理则不再适用。
此外,在实际应用中还需要考虑其他因素,如超完整性原理和边缘效应等。
总之,场强叠加原理是一种基本的物理原理,能够帮助我们理
解和计算由多个场源产生的场强。
在实际问题中,它为我们提供了一个简单而有效的方法,用于处理复杂的场分布情况。
库伦力 电场强度的叠加
1.如图,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点。
已知放在P 、Q 连线上某点R 处的点电荷q 受力为零,且PR =2RQ 。
则( )
A.q 1=2q 2
B.q 1=4q 2
C.q 1=-2q 2
D.q 1=-4q 2
解析 由于R 处的点电荷q 受力平衡,根据库仑定律得kq 1q (PR )2=kq 2q
(RQ )2,PR
=2RQ ,解得q 1=4q 2。
q 1、q 2一定为同种电荷,所以选项B 正确。
答案 B
2.如图所示,两个固定的带正电的点电荷q 1、q 2,电荷量之比为1∶4,相距为d ,引入第三个点电荷q 3,要使q 3能处于平衡状态,对q 3的位置、电性和电荷量的要求,以下叙述正确的是( )
A.q 3在q 1和q 2连线之间距离q 1为1
3d 处,且为负电荷,对电
荷量无要求
B.q 3在q 1和q 2连线之间距离q 1为1
3d 处,且为正电荷,对电荷量无要求 C.q 3在q 1和q 2连线之间距离q 1为1
3d 处,对电性和电荷量均无要求
D.q 3在q 1和q 2连线的延长线上,位于q 1左侧1
3d 处,对电性和电荷量均无要求 解析 由题意知,电荷q 3一定在两正电荷之间,根据平衡条件有:k q 1q r 21
=k q 2q
r 22
,
解得r 1r 2=12,即r 1=13d ,q 3在q 1和q 2连线之间距离q 1为1
3d 处,对电性和电荷量
均无要求,故C 正确。
答案 C
3.如图所示,直角三角形ABC 中∠B =30°,点电荷A 、B 所带电荷量分别为Q A 、Q B ,测得在C 处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左,则下列说法正确的是( )
A.A 带正电,Q A ∶Q B =1∶8
B.A 带负电,Q A ∶Q B =1∶8
C.A 带正电,Q A ∶Q B =1∶4
D.A 带负电,Q A ∶Q B =1∶4
解析 要使C 处的正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左,该正点电荷所受力的情况应如图所示,所以A 带负电,B 带正电。
设AC 间的距离为L ,则F B sin 30°=F A 即k Q B Q C
(2L )2
·
sin 30°=kQ A Q C L 2
解得Q A Q B =1
8,故选项B 正确。
答案 B
4.(2017·山东莱州一中月考)如图3所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有a 、b 两点,a 点的场强大小为E a ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成30°角,a 、b 两点距O 点的距离分别为r a 、r b ,则关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系,以下结论正确的是( )
图3
A.E a =3
3E b B.E a =13E b C.E a =3E b
D.E a =3E b
解析 由题图可知,r b =3r a ,再由E =kQ r 2可知,E a E b =r 2b
r 2a =3,D 正确。
答案 D
5.(2017·晋城高二检测)下列选项中的各1
4圆环大小相同,所带电荷量已在图中标
出,且电荷均匀分布,各1
4圆环间彼此绝缘。
坐标原点O 处电场强度最大的是( )
解析 设带电荷量为q 的1
4圆环在O 点处产生的场强大小分别为E 0,根据对称性可得四种情况下,O 点处的场强大小分别为E A =E 0,E B =2E 0,E C =E 0,E D =0,选项B 正确。
答案 B
6.如图5所示,正电荷Q 放在一匀强电场中,在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点,将检验电荷q 放在a 点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的电场强度大小和方向如何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?
图5
解析 点电荷Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的。
根据题意可知,Q 在a 点的电场强度和匀强电场的电场强度大小相等,方向相反,所以匀强电场的电场强度大小为E =kQ
r 2,方向向右。
在b 点,两个电场的电场强度方向相同,合成可得E b =2kQ
r 2,方向向右。
在c 点,两个电场的电场强度相互垂直,合成可得
E c =2kQ
r 2,方向指向右上方,与ab 连线成45°。
答案 kQ r 2,方向向右 E b =2kQ
r 2,方向向右
E c =2kQ
r 2,方向指向右上方,与ab 连线成45°角。