电场力和电场强度
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几个基本物理量的区别和联系 一.场强三个表达式的比较例1.如图所示,在平面直角中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点处的电势为0 V ,点A 处的电势为6 V, 点B 处的电势为3 V,则电场强度的大小为 ( )A.200V/mB.2003C.100 V/mD. 1003 V/m解析:OA 中点C 的电势为3V ,连BC 得等势线,作BC 的垂线得电场线如图,由dE U=得:200v/mE=,故A 对。
例2 如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q 的固定点电荷。
已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为( )(k 为静电力常量)A.kB. kC. kD. k解析: 由于b 点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等,方向相反。
在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同,所以E=222910)3(RqK R q K R q K =+,所以B 选项正确。
例3 如图所示,用三根长均为L 的绝缘丝线悬挂两个质量均为m ,带电量分别为+q 和-q 的小球,若加一个水平向左的匀强电场,使丝线都被拉紧且处于平衡状态,则所加电场的场强E 的大小应满足什么条件?【解析】分析清楚小球的受力情况,利用小球的平衡状态,即F 合=0,对A 进行受力分析,如图所示,其中F 1为OA 绳的拉力,F 2为AB 绳的拉力,F 3为静电力依据平衡条件有:mg F =⋅ 60sin 1qE=k60cos 1222F F lq ++F 2≥0联立等式得:E ≥602ctg q mg lkq ⋅+ 二 电场强度、电势、电势差、电势能区别与联系例4 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a 、b 为电场中的两点,则( ) (A)a 点的电场强度比b 点的大 (B)a 点的电势比b 点的高(C)检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大(D)将检验电荷-q 从a 点移到b 点的过程中,电场力做负功[解析]A :电场线的疏密表示场强的大小,故A 正确;B :a 点所在的电场线从Q 出发到不带电的金属球终止,所以a 点的电势高于金属球的电势,而b 点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b 点的电势.故B 正确;C :电势越高的地方,由E p =φq 知负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a 点的电势能较b 点小,故C 错误;D :把电荷从电势能小的a 点移动到电势能大的b 点,由W AB =ΔE pAB =E pA -E pB 电场力做负功.故D 正确.答案:ABD例5 已知ΔABC 处于匀强电场中。
静电力与电场强度的计算电场是物质周围存在的一种物理量,它是描述电荷之间相互作用的数值特征。
而静电力则是由电场引起的相互作用力。
在本文中,将详细介绍如何计算静电力和电场强度。
一、静电力的计算静电力是两个电荷之间相互作用的力,根据库伦定律,静电力的计算公式如下:F = k * (|Q1| * |Q2|) / r^2其中,F表示静电力大小,k为电介质常数,Q1和Q2分别为两个电荷的大小,r为它们之间的距离。
例如,假设有两个电荷,分别为Q1 = 2C和Q2 = -4C,它们之间的距离为r = 3m,那么可以使用上述公式来计算静电力:F = k * (|2| * |-4|) / 3^2具体数值代入计算后得到结果。
二、电场强度的计算电场强度描述了单位正电荷所受的电场力,它的计算公式如下:E =F / Q其中,E表示电场强度大小,F为单位正电荷所受的电场力,Q为单位正电荷的电荷大小。
通过静电力计算中的例子,我们可以进一步计算电场强度。
假设单位正电荷所受的电场力为F = 12N,那么可以使用上述公式来计算电场强度:E = 12 / 1具体数值代入计算后得到结果。
需要注意的是,在实际计算中,为了获得更准确的结果,应考虑多个电荷对待计算点的影响并进行叠加计算。
对于连续分布的电荷,可以使用积分的方法进行计算。
三、电场强度的叠加原理当一个空间中有多个电荷存在时,它们的电场强度可以按照叠加原理相加。
具体步骤如下:1. 将待求点P到各电荷的连线分别记为r1、r2、r3...2. 计算单位正电荷在P点处的电场强度E1、E2、E3...3. 根据叠加原理,电场强度的合成等于各电场强度的矢量和:E = E1 + E2 + E3 + ...通过以上步骤,可以计算出待求点P处的电场强度。
四、实际应用举例静电力和电场强度的计算在物理学和工程学中有着广泛的应用。
下面我们举一个简单的例子来说明。
假设一个带电粒子A(电荷为Q1)和一个带电粒子B(电荷为Q2)之间相距为d,现要求在它们中点O处的电场强度。
《电场电场强度》电荷与电场力《电场电场强度电荷与电场力》在我们生活的这个世界里,存在着许多看不见摸不着但却实实在在发挥着重要作用的物理概念,电场就是其中之一。
当我们谈到电场,就不得不提到电荷和电场力,它们三者之间有着千丝万缕的联系。
首先,让我们来认识一下电荷。
电荷是物质的一种基本属性,就像物体的质量一样。
电荷分为正电荷和负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
这个简单的规律大家在中学物理课上应该都有所了解。
比如,当我们用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒就会带上正电荷;用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒则会带上负电荷。
电荷的存在会产生一种特殊的“场”,这就是电场。
可以把电场想象成是电荷的“势力范围”,在这个范围内,其他电荷会受到一种力的作用,这就是电场力。
那么,电场到底是个什么样的存在呢?虽然我们无法直接看到电场,但可以通过它对其他电荷的作用来感受它的存在和性质。
打个比方,如果把一个电荷比作是一个明星,那么电场就是这个明星的影响力范围。
在这个范围内,其他“粉丝电荷”都会受到这个明星电荷的吸引或者排斥。
电场强度则是用来描述电场“强弱”的物理量。
它就像是衡量明星影响力大小的一个指标。
电场强度的定义是:放入电场中某点的电荷所受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
用公式表示就是 E = F / q 。
为了更直观地理解电场强度,我们来想象一个场景。
假设有两个带等量正电荷的点电荷,它们之间存在着电场。
如果在它们连线的中点放上一个很小的正试探电荷,这个试探电荷会受到两个正电荷的排斥力,而且由于两个排斥力大小相等、方向相反,合力为零,所以中点处的电场强度为零。
但是,如果把这个试探电荷放在离其中一个正电荷很近的地方,它受到这个正电荷的排斥力就会远大于另一个正电荷的排斥力,此时它所受到的电场力就会很大,电场强度也就很大。
电场强度的方向也是一个重要的概念。
对于正电荷来说,电场强度的方向就是它所受电场力的方向;对于负电荷,则正好相反,电场强度的方向是它所受电场力的反方向。