电场强度和电场线
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电场强度与电场线一、电场:(1)电荷之间得相互作用就是通过特殊形式得物质—-电场发生得,电荷得周围都存在电场、特殊性:不同于生活中常见得物质,瞧不见,摸不着,无法称量,可以叠加、物质性:就是客观存在得,具有物质得基本属性——质量与能量.(2)基本性质:主要表现在以下几方面①引入电场中得任何带电体都将受到电场力得作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到得电场力得大小或方向都可能不一样、②电场能使引入其中得导体产生静电感应现象、③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量、二、电场强度(E):同一电荷q在电场中不同点受到得电场力得方向与大小一般不同,这就是什么因素造成得?(1)关于试探电荷与场源电荷注意:试探电荷就是一种理想化模型,它就是电量很小得点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响指出:虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F得大小来比较各点得电场强弱,但就是电场力F得大小还与电荷q得电量有关,所以不能直接用电场力得大小表示电场得强弱、实验表明:在电场中得同一点,电场力F与电荷电量q成正比,比值F/q由电荷q在电场中得位置所决定,跟电荷电量无关,就是反映电场性质得物理量,所以我们用这个比值F/q来表示电场得强弱.(2)电场强度①定义:电场中某一点得电荷受到得电场力F跟它得电荷量q得比值,叫做该点得电场强度,简称场强.用E表示。
公式(大小):E=F/q (适用于所有电场)单位:N/C 意义②方向性:物理学中规定,电场中某点得场强方向跟正电荷在该点所受得电场力得方向相同。
指出:负电荷在电场中某点所受得电场力得方向跟该点得场强方向相反、◎唯一性与固定性电场中某一点处得电场强度E就是唯一得,它得大小与方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场得源电荷及空间位置,电场中每一点对应着得电场强度与就是否放入电荷无关。
三、(真空中)点电荷周围得电场、电场强度得叠加(1)点电荷周围得电场①大小:E=kQ/r2 (只适用于点电荷得电场)②方向:如果就是正电荷,E得方向就就是沿着PQ得连线并背离Q;如果就是负电荷:E得方向就就是沿着PQ得连线并指向Q。
什么是电场线和电场强度?电场线和电场强度是物理学中描述电场特性的两个重要概念。
电场线是用来表示电场分布的曲线。
在电场中,电场线是一种假想的曲线,沿着电场的方向延伸。
电场线的定义是在每一点上的切线方向与该点的电场方向相同。
电场线的密度表示了电场的强度,电场线越密集,电场强度越大。
电场线的形状和分布取决于电场的源和周围的电荷分布。
在电场中,电场线通常是从正电荷向负电荷延伸。
电场线的性质有如下几个重要特点:1. 电场线不能相交:由于电场线的定义是在每一点上的切线方向与电场方向相同,所以电场线不可能相交。
如果两条电场线相交,那么在交点处的切线方向将有两个不同的方向,与电场方向相矛盾。
2. 电场线的形状:电场线的形状取决于电场的源和周围的电荷分布。
在电场中,电场线通常是从正电荷向负电荷延伸。
例如,在一个正电荷周围的电场线是从正电荷向外辐射的;在一个带电平板上,电场线是平行于平板的。
3. 电场线的密度:电场线的密度表示了电场的强度。
电场线越密集,电场强度越大。
在电场中,电场线的密度不均匀分布,电场线趋向于在强电场区域更密集。
电场强度是描述电场强度大小和方向的物理量。
它表示单位正电荷所受到的电场力。
电场强度的符号通常用E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
电场强度是一个矢量量,它的大小和方向都很重要。
电场强度可以通过电场力对单位正电荷所做的功来计算。
根据定义,电场强度E等于单位正电荷所受到的力F与单位正电荷之比,即E = F/q。
如果电场强度为正,表示电场力的方向指向正电荷;如果电场强度为负,表示电场力的方向与正电荷相反。
电场线和电场强度在物理学和工程学中都有广泛的应用。
它们在静电学、电场分析、电动势、电容器等领域起着重要的作用。
例如,在静电学中,电场线和电场强度可以用来计算电场中的力和能量。
在电场分析中,电场线和电场强度可以用来描述电场的分布和性质。
在电容器中,电场强度是电容器的重要参数。
因此,对于电场线和电场强度的概念和相互关系的深入理解对于理解和应用电场现象具有重要意义。
电场线与电场强度的关系一、引言电场线和电场强度是电学中两个非常重要的概念,它们之间存在着密不可分的关系。
在本文中,我们将会探讨电场线与电场强度之间的关系。
二、电场线的定义电场线是描述电场分布情况的一种图形化表现方式。
在一个电场中,如果我们放置一个小正电荷,那么它将受到力的作用而沿着某个路径运动。
这条路径就是该点处的电场线。
三、如何绘制电场线1. 从正电荷出发,向外画出一条射线。
2. 在射线上任取一点,以该点为起点再画出一条新射线。
3. 重复以上过程直至达到所需精度。
四、如何理解电场强度在物理学中,我们通常用矢量来表示物理量。
同样地,在描述电学问题时也需要使用矢量来表示物理量。
对于一个点处的电场而言,我们可以用矢量E表示其大小和方向。
这个矢量就是该点处的电场强度。
五、如何计算电场强度根据库仑定律可知,两个带有相同符号的点间存在着相互排斥的力作用。
这个力的大小与两点之间的距离成反比。
因此,我们可以用以下公式来计算电场强度:E = k * Q / r^2其中,k为库仑常数,Q为电荷量,r为距离。
六、电场线与电场强度的关系1. 电场线越密集,电场强度越大由于电场线是描述电场分布情况的一种图形化表现方式,因此在一个区域内存在着越多的电场线,就意味着该区域内的电场强度越大。
这是因为在一个点处所受到的力是与该点处矢量E大小成正比的。
2. 电场线垂直于等势面等势面是指在一个区域内所有点上具有相同势能值的平面。
在一个静态稳定的电场中,等势面与电场线垂直。
这是因为沿着等势面移动时不需要做功。
3. 电荷分布对电场线和强度的影响在一个由多个点带有不同符号电荷组成的系统中,不同符号的点之间存在相互吸引或排斥作用。
因此,在这个系统中存在着一些特殊位置,在这些位置上矢量E大小为零。
这些位置就是电荷分布的平衡点。
七、总结电场线和电场强度是描述电学问题中非常重要的概念。
在一个电场中,通过绘制电场线可以直观地了解该区域内的电场分布情况。
电场强度与电场线的描述电场是物理学中一个重要的概念,用于描述与电荷相互作用的现象。
电场强度和电场线是描述电场特性的关键概念和工具。
本文将就电场强度和电场线的概念、描述以及其在物理学中的应用进行详细阐述。
一、电场强度的概念电场强度是描述电场中电荷受力情况的物理量,用符号E表示。
在电场中放置一个试验电荷q_0,当它受到电场力F_e作用时,电场强度E的定义为E=F_e/q_0。
电场强度的单位为牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度的描述为了更好地理解和描述电场强度,我们可以通过等势线和场线来进行描绘。
等势线是指在电场中,处于同一电势的点组成的曲线。
场线则是描述电荷周围电场方向的线条。
1. 等势线的描述等势线上各点的电势相等,且垂直于电场线的方向。
电场强度与等势线的关系是在等势线上任意两点之间,电场强度与等势线的切线方向垂直。
等势线的密集程度表明了电场强度的大小,密集的等势线表示电场强度较大,稀疏的等势线则表示电场强度较小。
2. 场线的描述场线是描述电荷周围电场方向的线条,其方向与电场强度的方向相同。
场线从正电荷指向负电荷,或由正电荷无线延伸到无穷远处。
场线的密集程度表示电场强度的大小,密集的场线表示电场强度较大,稀疏的场线表示电场强度较小。
场线的分布形态可以描述电场的空间分布情况。
三、电场强度与电场线的应用电场强度与电场线在物理学中有着广泛的应用,以下是其中的几个方面:1. 电荷受力分析通过电场强度的描述,可以计算出电荷在电场中所受的力,从而探究电荷的受力情况。
利用电场线可以直观地了解电荷受力的方向。
2. 电势能计算电场强度与电势能存在一定的关系,可以通过电场强度的分布计算电荷的电势能。
电场线可以辅助理解电势能在电场中的分布规律。
3. 电场的工作与能量转换在电场中,电荷在电场力的作用下进行移动,从而进行电场的工作与能量转换。
电场线可以帮助我们理解电荷在不同位置的势能变化和能量转换过程。
4. 电场的引力与斥力对于引力和斥力的电场,通过电场强度和电场线的描述,我们可以更加深入地理解电荷之间的相互作用情况以及电场的特性。
电场强度与电场线一、电场、电场强度1、电场:电荷周围存在的一种物质,电场对放入其中的电荷有力的作用。
静止电荷产生的电场称为静电场有力的作用。
静止电荷产生的电场称为静电场2、电场强度:(1 )定义:放入电场中某点的电荷受的电场力 F 与它的电荷量q 的比值。
(2 )公式:(3 )单位:N/C 或V/m 。
(4 )矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。
电场强度与电场线3、点电荷场强的计算式(1 )设在场源点电荷Q 形成的电场中,有一点P 与Q 相距r , 则P 点的场强(2 )适用条件:真空中的点电荷形成的电场。
要点深化1、叠加原理:多个电荷在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电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边行定则。
2、场强的三个表达式的比较二、电场线1、电场线的定义:电场线是画在电场中的一条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线。
2、电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发终止于负电荷或无限远处荷或无限远处。
(2)电场线在电场中不相交。
(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大。
(4)匀强电场的电场线是均匀分布的平行直线。
3、几种典型电场的电场线孤立的正电荷孤立的负电荷等量的异种电荷等量同种电荷等量同种电荷正电荷与大金属板间正电荷与大金属板间带等量异种电荷的平行金属板间的电场线要点深化等量同种和异种电荷的电场两点电荷练线的中垂线上的电场分布及特两点电荷练线的中垂线上的电场分布及特点的比较见下表:。
电场强度与电场线的关系
电场强度与电场线之间存在着密切的关系。
电场强度是描述电
场在空间中的强弱和方向的物理量,通常用矢量表示。
而电场线则
是用来描述电场在空间中分布的线条,它们的方向表示电场的方向,线的密集程度表示电场强度的大小。
首先,电场强度与电场线的方向有着直接的关系。
在电场中,
电场线的方向始终与电场强度的方向一致。
这意味着如果我们在某
一点画出了电场线,那么该点的电场强度方向也可以从电场线的方
向上得到直观的理解。
其次,电场强度与电场线的密度也有关系。
在一个均匀的电场中,电场线的密度可以用来表示电场强度的大小。
密集的电场线表
示电场强度大,而稀疏的电场线则表示电场强度小。
这种关系可以
帮助我们直观地理解电场的强弱分布情况。
此外,电场线的曲率也可以反映电场强度的大小。
在电场强度
较大的地方,电场线通常会更加弯曲,而在电场强度较小的地方,
电场线则会相对平缓。
因此,通过观察电场线的曲率,我们也可以
对电场强度的大小有一定的了解。
总的来说,电场强度与电场线之间的关系是十分密切的。
通过观察电场线的方向、密度和曲率,我们可以直观地了解电场强度的分布情况,从而更好地理解电场的特性和行为。
这种直观的理解有助于我们在研究和应用电场理论时更加深入和全面地把握电场的性质。
电场的电场强度与电场线电场是指由电荷产生的一种区域,在其中存在电势能的空间。
电场内的电场强度表示单位正电荷所受到的力,可以用来衡量电场的强弱。
电场线则是描述电场的一种图形表示方式。
本文将探讨电场的电场强度与电场线之间的关系。
1. 电场强度的定义与计算电场强度E定义为单位正电荷所受到的力,在数学上可以表示为E = F/Q,其中F为单位正电荷所受的力,Q为单位正电荷的电荷量。
根据库仑定律,两个电荷之间的力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比,因此电场强度的计算公式为E = k * Q / r^2,其中k为库仑常数,r为距离。
2. 电场强度的性质电场强度具有以下几个性质:- 零电荷情况下,电场强度为零;- 在电荷周围产生的电场强度大小与电荷的性质有关,正电荷产生的电场强度的方向指向外部,负电荷产生的电场强度方向指向内部;- 电场强度是矢量量,具有大小和方向。
3. 电场线的定义与性质电场线是用来描述电场分布情况的图形,它是沿着电场强度方向的曲线。
电场线具有以下几个性质:- 电场线上的任意一点,切线的方向即为该点的电场强度方向;- 电场线不会相交,因为电场强度只有一个确定的方向;- 电场线的密度表示电场强弱,密集的电场线代表强电场,稀疏的电场线代表弱电场。
4. 电场强度与电场线的关系电场强度与电场线之间存在着紧密的联系。
根据电场线的性质可知,电场强度的方向与电场线的切线方向一致,因此电场强度的方向可以通过观察电场线的走向得到。
而电场线的密度则代表了电场强度的大小,密集的电场线表示强电场,稀疏的电场线表示弱电场。
举个例子来说,假设有一个正电荷,那么在它周围的空间内,电场强度的方向指向外部,电场线也将自正电荷向外辐射。
而且,从电场线的密度可以看出,离正电荷越近的地方电场强度越大,离正电荷越远的地方电场强度越小。
类似地,对于负电荷,电场强度的方向指向内部,电场线则自负电荷向内部收束。
同样地,从电场线的密度可以看出,离负电荷越近的地方电场强度越大,离负电荷越远的地方电场强度越小。
《电场强度和电场线》讲义一、电场强度在物理学中,电场强度是描述电场性质的一个重要物理量。
它就像是电场的“力量指标”,告诉我们电场在每一点的“强劲程度”。
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 。
这里要注意的是,电场强度是由电场本身决定的,与放入其中的试探电荷无关。
就好比一个游泳池的水深是固定的,不管你扔进去一个大皮球还是小皮球,游泳池的水深都不会因为你扔的东西而改变。
电场强度是一个矢量,它不仅有大小,还有方向。
电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向。
如果是负电荷在该点所受电场力的方向则与场强方向相反。
为了更直观地理解电场强度,我们可以想象一个带正电的点电荷周围的电场。
离点电荷越近的地方,电场强度越大;离点电荷越远的地方,电场强度越小。
而且,电场强度的方向是沿着径向指向四周的。
在匀强电场中,电场强度的大小和方向处处相同。
比如平行板电容器中间的电场,就可以近似看作匀强电场。
二、电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的一种假想的曲线。
它并不是真实存在的线,而是我们用来帮助理解电场的工具。
电场线的特点有很多。
首先,电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。
这就好像是电场线在给我们“指路”,告诉我们电场力的方向。
其次,电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小。
比如说,在一个区域内,如果电场线密密麻麻的,那就意味着这个地方的电场很强;如果电场线稀稀疏疏的,那就说明这个地方的电场比较弱。
再者,电场线从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远处;在没有电荷的空间里,电场线不会中断,也不会相交。
这就好比水流,从水源出发,流向终点,中间不会突然消失或者交叉。
通过电场线,我们可以很直观地看出电场的分布情况。
例如,两个等量异种电荷形成的电场,电场线从正电荷出发,指向负电荷,而且在它们连线的中垂线上,电场线是相互平行的。
电场强度与电场线的性质电场强度是描述电场中电力作用程度和方向的量,而电场线则是用来描绘电场强度分布的图示。
本文将探讨电场强度与电场线的性质,并阐述它们之间的关系。
一、电场强度的概念和性质电场强度(Electric Field Intensity)是指在某一点上单位正电荷所受到的电力作用力。
通常用字母E表示。
电场强度是一个矢量,其大小表示电场作用的强弱,方向则表示电力的作用方向。
以下是电场强度的一些性质:1. 电场强度与电荷量成正比:电场强度与电荷量之间成正比关系,即电荷量越大,电场强度越大。
2. 电场强度与距离的平方成反比:电场强度与距离之间成反比关系,即距离越远,电场强度越弱。
这是因为电场强度是由电荷所产生的,电场强度随着距离的增加会呈现出衰减的趋势。
3. 空间中任意一点的电场强度具有唯一确定的值:电场强度是一个标量场,任意一点的电场强度可以通过计算或测量得到,具有唯一确定的数值。
二、电场线的概念和性质电场线是用来描述电场强度分布的图示,通过画出电场线可以观察到电场的强弱和方向。
以下是电场线的一些性质:1. 电场线的切线方向与电场强度方向相同:沿着电场线的切线方向和该点的电场强度方向是相同的,这是电场线的重要性质。
2. 电场线之间不相交:电场线不会相交,因为在电场中一点上只有一个电场强度方向。
3. 电场线的稀密程度表示电场强度的大小:电场线越密集,表示该区域电场强度越大;电场线越稀疏,表示该区域电场强度越小。
4. 电场线从正电荷流向负电荷:电场线从正电荷流向负电荷,表明正电荷和负电荷之间存在电场力的作用。
三、电场强度与电场线的关系电场强度和电场线是紧密相关的,它们之间存在以下关系:1. 电场强度与电场线之间的密切联系:电场线可以通过电场强度进行绘制,电场线上各点的方向和电场强度的方向相同,因此电场强度可以通过观察电场线来推断。
2. 电场强度在电场线上的切线方向和模长有关:在电场线上的任意一点,切线的方向与电场强度的方向相同,切线的长度与电场强度的模长成正比。
电场强度与电场线电场强度和电场线是电学中重要的概念,它们描述了电场的性质和行为。
本文将深入探讨电场强度和电场线的定义、计算以及它们之间的关系。
一、电场强度的定义与计算1.1 电场强度的定义电场强度是描述电场中电荷受力情况的物理量,它表示单位正电荷所受到的电力大小和方向。
电场强度用E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
1.2 电场强度的计算计算电场强度的方法主要有两种:通过库仑定律和电场强度的定义公式。
1.2.1 库仑定律库仑定律表明,两个电荷之间的电力与两者电荷的大小和距离的平方成正比,与两者电荷的正负有关。
根据库仑定律,可以计算出一点电场强度公式为:E = k * Q / r^2其中,E为电场强度,k为库仑常量(k = 9×10^9 N·m^2/C^2),Q为电荷量,r为距离。
1.2.2 电场强度的定义公式电场强度的定义公式为:E =F / q其中,F为电荷受力,q为单位正电荷的电荷量。
二、电场线的性质与绘制2.1 电场线的定义电场线是用来表示电场强度方向的图形表示方法。
电场线的方向与电场强度的方向一致,它切线方向与电场线上的任意一点电场强度的方向相同。
2.2 电场线的性质2.2.1 电场线从正电荷指向负电荷2.2.2 电场线不相交2.2.3 电场线离开正电荷和负电荷时,成径向放射线状2.2.4 电场线越密集,电场强度越大2.2.5 电场线在导体上的切线方向与导体表面垂直2.3 电场线的绘制通过计算电场强度的方向和大小,可以绘制出电场线。
常用的方法是使用箭头表示电场线的方向和长度表示电场强度的大小。
三、电场强度与电场线的关系电场强度和电场线之间存在着密切的关系。
电场强度的方向与电场线的方向一致,电场强度的大小与电场线的密度成正比。
通过电场线的绘制,可以直观地了解电场强度在空间中的分布情况。
总结起来,电场强度与电场线是研究电场性质的重要工具。
电场强度描述了电场中电荷受力的强度和方向,可以通过库仑定律或定义公式进行计算。
电场强度和电场线的关系:如何理解电场线的物理意义?电场是物理学中的重要概念,用来描述电荷之间的相互作用。
而电场线则是描述电场分布的一条条曲线,可以帮助我们更好地理解电场的物理意义。
本文将介绍电场强度和电场线的关系,希望能对您有所帮助。
一、什么是电场强度?电场强度是描述电场强弱的物理量。
对于一点电荷q,在其周围的空间中,存在着一个电场。
电场强度表示在该点附近,单位正电荷所受的电场力大小。
即,若在该点附近放置一个电荷q,该电荷所受到的电场力大小就是电场强度。
电场强度的单位是N/C。
二、什么是电场线?电场线是用来描述电场分布的曲线,即连接各点电场强度的线。
在某些情况下,我们可以通过电场线的方向和密度,推断出电场强度的大小和分布。
三、电场强度和电场线的关系电场强度的大小和方向决定了电场线的形状和方向。
一般说来,电场强度线越密集越靠近,电场强度就越大。
电场线的方向总是指向负电荷或者从正电荷发出,这是因为电子带负电荷,所以电流总是朝着负电荷移动,电场线也就朝负电荷流动。
在电荷重叠的地方,电场强度线会汇合,而独立的电荷则会将电场强度线分开。
四、如何理解电场线的物理意义?电场线可以帮助我们更好地理解电场的形态和分布。
例如,对于一些特殊的电荷分布,电场强度线可能会聚焦到某个点上,这被称为电场强度线的聚焦现象。
通过研究电场的分布和电场强度线的变化,可以帮助我们更好地理解电磁场的行为。
此外,电场强度线在物理学中还有其他重要的应用,例如在电学中,可以用来描述导体中电荷的移动;在天文学中,则可以用来描述星球间的重力效应。
总之,电场强度和电场线是描述电场特性的两个重要概念,电场线可以帮助我们更好地理解电场分布和形态。
在实践中,电场线还可以用来解释一些时间的现象,例如电容器中的充电和放电过程,电路中的电流分布等等。
电场中的电场强度和电场线的分布电场是一个物理概念,用来描述电荷或电荷分布对周围空间产生的作用。
在电场中,电场强度和电场线的分布是了解电场性质和特点的关键。
一、电场强度的概念及计算方法电场强度(Electric Field Strength)是描述单位正电荷在电场中受到的力的强弱的物理量。
通常用E表示,单位是N/C(牛顿/库仑)。
电场强度的计算方法可以应用库仑定律来求解。
对于一个点电荷,其电场强度的大小与与其距离的平方成反比。
具体计算公式为:E = k * Q / r^2其中,E表示电场强度,k是库仑常量,Q是电荷量,r是距离。
二、电场强度的方向电场强度不仅有大小,还有方向。
电场强度的方向与一个正测试电荷所受的力的方向相同。
可以通过正测试电荷在电场中受力的方向来确定电场强度的方向。
三、电场线的概念和性质电场线是用来描述电场强度方向的曲线。
在电场中,沿着电场线的方向,电场强度的方向始终是垂直于电场线的切线方向。
电场线的密集程度代表了电场强度的大小。
电场线的形状可以通过电荷分布的特点来决定。
对于一个正电荷,电场线是由该电荷发散的;对于一个负电荷,电场线是指向该电荷的。
对于多个电荷,其电场线的分布是由各电荷的电场线叠加形成的。
四、不同电场分布的特点1. 单个点电荷的电场分布:在一个点电荷周围,电场强度大小与距离的平方成反比,电场线是以该点电荷为中心的等距曲线。
2. 均匀带电平面的电场分布:在一个均匀带电平面的周围,电场强度大小与距离无关,与表面积有关。
电场线是平行于带电平面的等距直线。
3. 均匀带电球壳的电场分布:在一个均匀带电球壳内部,电场强度大小与距离无关,与球壳内的电荷总量有关。
电场线是以球心为中心的等距曲线。
4. 两个点电荷间的电场分布:在两个点电荷之间,电场强度大小与距离和两个电荷量的比值有关。
电场线是由正电荷到达负电荷的曲线。
五、应用:电场的数学模型和实际应用电场的分布对于理解和解释电磁现象具有重要意义。
第二节电场强度电场线匀强电场[知识要点](一)电场强度放入电场中某点的电荷,受到的电场力跟它的电量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强,用公式表示:E=F/q场强E的法定计量单位为牛/库,场强E是矢量,规定电场中某点的场强方向,跟放在这点的正电荷所受电场力方向相同,女口图8-9所示。
(二)点电荷电场的电场强度点电荷Q在真空中距其r处场强公式为;2E=KQ/r(三)电场线为了形象描绘电场中场强的分布,人为地在电场中画出的一簇曲线。
曲线从正电荷出发到负电荷终止,曲线上每一点的切线方向,就是该点场强方向。
曲线密处场强大,疏处场强大,疏处场强小,这些曲线即为电场线。
(四)匀强电场如果一个电场中任何点的场强大小和方向都相同,这样的电场就是匀强电场,用电场线描绘是一组互相平行且疏密均匀的直线。
图8-10所示带等量异种电荷的平行金属板间电场就是匀强电场。
[疑难分析]1•关于电场强度E的物理意义。
分析:电场中各处都有一定的强度和方向,这是电场本身决定的,是客观存在的,与该处放不放电荷无关。
物理学上就用场强E来定量地描述,因此场强E反映了电场中各处电场的强弱和方向;同时E也反映了电场的力的性质。
因为若在场强为E的一点,放置一个电量为q的电荷,它立即受到电场力,大小为F=qE,方向由E的方向和q的性质决定。
2.关于电场的叠加、合电场。
分析:若两个以上的电场在空间同一点各自产生一个场强,则该点最终的场强是各分场强的矢量和,如图8-11所示。
这样的电场即是合电场,合电场中各点的场强大小和方向,最终都只有一个。
23.场强公式E=F/q和E=KQ/r的区别。
分析:前一个公式为场强的定义式,也是度量式,它适用于一切电场。
式中的q相当于一个检测电荷,用以检测放置点的场强大小和方向。
后一个公式为点电荷真空中场强的专用公式,式中的Q为产生电场的电荷,又称场电荷,r为真空中(空气中)相对于Q的距离, 这个公式不适用于其他电场。
4.电场线为什么都不相交?分析:因为任何电场中的任何点,都只有一个确定的场强大小和方向,因此用电场线描绘时都必不相交,否则相交点就会出现不同的场强方向,这是不可能的。
《电场》3:电场强度、电场线一、知识清单1.电场2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式:(3)单位:或。
(4)意义:描述电场力的性质的物理量。
(5)电场强度是量。
方向的规定:“”,即电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力方向,跟负电荷在该点所受的静电力方向。
(6)F是式,电场强度取决于电场本身,与试探电荷q关。
Eq3.点电荷电场强度(1)公式:(2)适用:真空中静止的点电荷。
均匀带电球体(或球壳)外各点的电场强度也可用此公式,式中r为球心到该点的距离。
一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
(3)式:由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定。
(4)方向:当Q为正电荷时,E的方向沿半径向;当Q为负电荷时,E的方向沿半径向。
4.比较二、选择题9. 在电场中某点放一个电荷量为8.0×10-9 C 的点电荷,它受到的电场力为4.0×10-5 N ,则该点的电场强度大小为( )A. 2.0×10-4 N/CB. 1.8×10-9N /CC. 5.0×10-5 N/CD. 5.0×103 N/C10.在电场中某点放一检验电荷,其电量为q ,检验电荷受到的电场力为F ,则该点电场强度为E=F/q ,那么下列说法正确的是( )A. 若移去检验电荷q ,该点的电场强度就变为零B. 若在该点放一个电量为2q 的检验电荷,该点的场强就变为E/2C. 若在该点放一个电量为q 2-的检验电荷,则该点场强大小仍为E ,但电场强度的方向变为原来相反的方向D. 若在该点放一个电量为2/q -的检验电荷,则该点的场强大小仍为E ,电场强度的方向也还是原来的场强方向11.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力向右,以下说法中正确的是( )A .只有在该点放正电荷时,该点场强向右B .只有当在该点放负电荷时,该点场强向左C .该点的场强方向一定向右D .该点的场强方向可能向右,也可能向左 12.(多选)下列关于点电荷的场强公式2r kQE =的说法中,正确的是( ) A.在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成正比,与r 2成反比 B.Q 是产生电场的电荷,r 是场强为E 的点到Q 的距离C.点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定都指向点电荷QD.点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定都背向点电荷Q13.(2012江苏卷)真空中,A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r 则A 、B 两点的电场强度大小之比为( )A .3:1B .1:3C .9:1D .1:9 14.(2017·衡阳质检)关于电场,下列说法正确的是( )A .由E =Fq 知,若q 减半,则该处电场强度为原来的2倍B .由E =k Qr 2知,E 与Q 成正比,而与r 2成反比C .由E =k Qr2知,在以Q 为球心,以r 为半径的球面上,各处场强均相同D .电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向 15.下列说法正确的是( )A. 电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质,实际上不存在B. 电荷所受的电场力越大,该点的电场强度一定越大C. 以点电荷为球心,r 为半径的球面上各点的场强都相同D. 在电场中某点放入试探电荷q ,该点的场强为E=qF,取走q 后,该点的场强不为零16.(多选)真空中距点电荷(电量为Q )为r 的A 点处,放一个带电量为q (q<<Q )的点电荷,q 受到的电场力大小为F ,则A 点的电场强度大小为( )A .Q FB .q FC .2r q kD .2r Q k17.(教科版选修3-1·P 15·T 1)把检验电荷放入电场中的不同点a 、b 、c 、d ,测得的检验电荷所受电场力F 与其电荷量q 之间的函数关系图象如图所示,则a 、b 、c 、d 四点场强大小的关系为( )A .E a >E b >E c >E dB .E a >E b >E d >E cC .E d >E a >E b >E cD .E c >E a >E b >E d18.(2022·北京·一模)在真空中一个点电荷Q 的电场中,让x 轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为0.3 m 和0.6 m (如图甲)。
一、电场强度1.电场强度三个表达式的比较(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)电场叠加合成的方法。
(2)平衡条件求解法。
(3)对称法。
(4)补偿法。
(5)等效法。
二、电场线1.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。
2.六种典型电场的电场线图6-1-123.两种等量点电荷的电场4.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系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。
(1)电场线为直线;(2)带电粒子初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行。
考点一、 电场强度【例1】关于电场强度的概念,下列说法正确的是( ) A .由E =Fq可知,某电场的场强E 与q 成反比,与F 成正比B .正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C .电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D .电场中某一点不放试探电荷时,该点场强等于零【变式探究】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 (q >0)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 .k 3qR2B .k 10q 9R2C .kQ +q R 2 D .k 9Q +q9R2【举一反三】如图4所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z >0的空间为真空.将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z =h 处,则在xOy 平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上z =h2处的场强大小为(k 为静电力常量)( )图4A .k 4q h 2B .k 4q 9h 2C .k 32q 9h 2D .k 40q 9h 2高频考点二、对电场线的理解及应用1.判断电场强度的方向——电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向。
2.判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同,负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反。
3.判断电场强度的大小(定性)——电场线密处电场强度大,电场线疏处电场强度小,进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。
4.判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低,电场强度的方向是电势降低最快的方向。
【例2】(多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图9中P 、Q 两点,MN 为PQ 连线的中垂线,交PQ 于O 点,A 为MN 上的一点。
一带负电的试探电荷q ,从A 点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则( )A .q 由A 向O 的运动是匀加速直线运动B .q 由A 向O 运动的过程电势能逐渐减小C .q 运动到O 点时的动能最大D .q 运动到O 点时的电势能为零【变式探究】两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A 、B 是电场线上的两点,下列判断正确的是( )A .A 、B 两点的电场强度大小不等,方向相同B .A 、B 两点的电场强度大小相等,方向不同C .左边电荷带负电,右边电荷带正电D .两电荷所带电荷量相等1. 【2016·全国卷Ⅱ】如图1-所示,P 是固定的点电荷,虚线是以P 为圆心的两个圆.带电粒子Q 在P 的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a 、b 、c 为轨迹上的三个点.若Q 仅受P 的电场力作用,其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ,速度大小分别为v a 、v b 、v c ,则( )A.a a>a b>a c,v a>v c>v bB.a a>a b>a c,v b>v c>v aC.a b>a c>a a,v b>v c>v aD.a b>a c>a a,v a>v c>v b2.【2016·浙江卷】如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( ) A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合3.【2016·浙江卷】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取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04.【2016·全国卷Ⅲ】关于静电场的等势面,下列说法正确的是( )A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功5.【2016·江苏卷】一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图1-所示.容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( )A点的电场强度比B点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C .B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D .将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点,电场力所做的功不同 6.【2015·安徽·20】已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为2δε,其中δ为平面上单位面积所带的电荷量,0ε为常量。
如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S ,其间为真空,带电荷量为Q 。
不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为A .0QSε和20SQ ε B .02QSε和20SQ εB .C .2QSε和22SQ ε D .0Q S ε和22S Q ε7.【2015·海南·7】如图,两电荷量分别为Q (Q >0)和-Q 的点电荷对称地放置在x 轴上原点O 的两侧,a 点位于x 轴上O 点与点电荷Q 之间,b 位于y 轴O 点上方。
取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是A .b 点的电势为零,电场强度也为零B .正的试探电荷在a 点的电势能大于零,所受电场力方向向右C .将正的试探电荷从O 点移到a 点,必须克服电场力做功D .将同一正的试探电荷先后从O 、b 点移到a 点,后者电势能的变化较大8.【2015·江苏·8】两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c 时两负电荷连线的中点,d 点在正电荷的正上方,c 、d 到正电荷的距离相等,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 .c 点的电场强度比d 点的大D .c 点的电势比d 点的低9.(2015·山东理综·18)直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图5.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方向分别为( )A.3kQ4a2,沿y 轴正向 B.3kQ4a2,沿y 轴负向 C.5kQ4a2,沿y 轴正向 D.5kQ4a2,沿y 轴负向10.(多选)(2014·浙江卷,19)如图5所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。
一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行。
小球A 的质量为m 、电荷量为q 。
小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d 。
静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷。
小球A 静止在斜面上,则( )A .小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d2B .当q d =mg sin θk 时,细线上的拉力为0 C .当q d =mg tan θk 时,细线上的拉力为0 D .当q d=mg k tan θ时,斜面对小球A 的支持力为011.(2014·江苏卷,4)如图7所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x 轴垂直于环面且过圆心O 。
下列关于x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )A .O 点的电场强度为零,电势最低B .O 点的电场强度为零,电势最高C .从O 点沿x 轴正方向,电场强度减小,电势升高D .从O 点沿x 轴正方向,电场强度增大,电势降低12. (多选)(2014·广东卷,20)如图14所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为+Q 的小球P ,带电荷量分别为-q 和+2q 的小球M 和N ,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P 与M 相距L ,P 、M 和N 视为点电荷,下列说法正确的是( )A .M 与N 的距离大于L。