高三复习 库仑定律 电场强度
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一、电荷守恒与库仑定律1. 自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷.电荷间相互作用的规律是同种电荷相斥,异种电荷相吸.电荷量为e=1.6×10-19C称为元电荷,任何物体所带电荷量都是元电荷的整数倍.2. 摩擦起电、感应起电和接触带电等现象的本质都只是电荷的转移.3. 电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能是从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷代数和不变,这就是电荷守恒定律.电荷守恒是自然界的普遍规律,不仅适用于宏观系统,也适用于微观系统,例如两个物体间电荷的转移,摩擦起电,带电导体间的接触或连接,电容器连接时的电荷重新分布转移等.在求解这类问题时,可以利用下面的结论:完全相同的带电小球相接触,电荷量的分配规律为:同种电荷总电荷量平分,异种电荷先中和再平分.4. 库仑定律:公式:,静电力常量:k=9×109Nm2/C2.该定律适用于真空中两点电荷之间,Q1、Q2只需用绝对值代入即可求得作用力大小,方向由两电荷的电性判断,两电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力.有时可将物体等效为点电荷.但“点”的位置与电荷分布有关.点电荷是一理想化模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时,可以视其为点电荷而使用库仑定律,否则不能使用.例 1. 有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q,B带电荷量-Q,C不带电,将A、B固定起来,然后让C球反复与A、 B两球接触,最后移去C球,试问A、B两球间的库仑力变为原来的多少倍?解析:题中所说的C与A、B反复接触之意,隐含了一个条件:A、B原先所带电荷量的总和,最后在三个相同的小球上均分,所以A、B两球最后带的电荷量均为,A、B两球原先有引力。
A、B两球最后的斥力以上两式相除可得:,即A、B间的库仑力变为原来的。
答案:例 2. 半径均为r的金属球如图所示放置,使两球的边缘相距为r,今使两球带上等量的异种电荷Q,设两电荷Q间的库仑力大小为F,比较F与的大小关系.解析:如果电荷能全部集中在球心处,则二者相等。
高三物理必修三知识点:电场公式1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
库仑定律及电场强度的计算方法库仑定律是描述电荷之间相互作用的重要定律,它揭示了电荷之间的力与它们之间距离的关系。
在电磁学中,库仑定律是一条基础定律,为进一步研究电场强度的计算提供了基础。
本文将就库仑定律及电场强度的计算方法进行探讨。
一、库仑定律的描述库仑定律是由法国物理学家库仑于18世纪提出的,它描述了两个点电荷之间相互作用力的大小与它们之间距离的平方成反比的关系。
根据库仑定律,两个点电荷之间的力的大小可以用以下公式表示:F = k * (|q1| * |q2|) / r^2其中,F表示力的大小,q1和q2分别代表两个电荷的大小,r代表两个电荷之间的距离,k是一个常数,表示电场的介质。
二、电场强度的概念电场是由电荷所产生的一种物理场,它对其他电荷施加力。
电场强度是描述电场的物理量,它表示单位正电荷在电场中所受到的力的大小。
电场强度可以通过以下公式计算:E =F / q0其中,E表示电场强度,F代表所受力的大小,q0是单位正电荷的电荷量。
三、电场强度的计算方法对于由一个点电荷所产生的电场,电场强度与点电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。
因此,对于一个点电荷Q,在其周围某一点P处的电场强度可以用以下公式表示:E = k * (|Q|) / r^2其中,E表示点P处的电场强度,Q代表点电荷的大小,r表示点P与点电荷之间的距离,k为电场的介质。
当有多个点电荷同时存在时,它们所产生的电场强度可以通过叠加原理进行计算。
即将每个点电荷所产生的电场强度矢量相加,得到最终的电场强度矢量。
四、电场强度的方向电场强度是一个矢量量,它有大小和方向之分。
电场强度的方向指的是在该点电场中正电荷所受力的方向。
在计算电场强度的方向时,可以利用库仑定律进行推导。
根据库仑定律,电场强度的方向与点电荷间的连线方向相同。
五、总结库仑定律及电场强度的计算方法是电磁学中的重要内容。
库仑定律描述了电荷之间相互作用的规律,为电场强度的计算提供了基础。
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题43 库仑定律、电场强度和电场线导练目标 导练内容目标1 库仑定律及库仑力作用下的平衡问题目标2 电场强度的叠加与计算 目标3有关电场线的综合问题一、库仑定律及库仑力作用下的平衡问题 1.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫做静电力常量。
(3)适用条件:真空中的点电荷。
(4)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。
(5)对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示。
①同种电荷:F <k q 1q 2r 2 ;②异种电荷:F >k q 1q 2r2 。
2.库仑力作用下的平衡问题(1)四步解决库仑力作用下的平衡问题:(2)三个自由点电荷的平衡问题:①平衡条件:每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷平衡的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。
②平衡规律:(3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题:常见模型几何三角形和力的矢量三角形比例关系G T F OA OB d ==122kq qmg F rh d r==11m g T FOC OA AC==22m g T FOC OB BC='=【例1】如图所示,光滑绝缘的水平面上放着三个带电小球(可看成点电荷),三个小球处在同一条直线上,要使三个小球都处于静止状态,则它们的电荷量分别为()A.Q A=4Q、Q B=4Q、Q C=4QB.Q A=4Q、Q B=-5Q、Q C=3QC.Q A=9Q、Q B=-4Q、Q C=36QD.Q A=-4Q、Q B=2Q、Q C=-3Q【答案】C【详解】A.由“两同夹异”可知,小球A、C带同种电荷,小球B与A/C带异种电荷,A错误;B.由“两大夹小”可知,B项错误;CD.三个自由电荷位置如题图所示,根据平衡列出方程组,对于A有2A BkQ QAB=2A CkQ QAC对于B 有2A B kQ Q AB =2B C kQ Q BC 对于C 有2A C kQ Q AC =2B C kQ Q BC 解得CB Q Q CAQ Q 由几何关系得AC=AB+BC A C Q Q A B Q Q B C Q Q C 正确,D 项错误。
课题:库仑定律、电场强度及电场线知识点总结:一、电荷1.点电荷:当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多,以至在研究它与其他带电体的相互作用时,该带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要,该带电体可看做一个带电的点,这样的电荷称为点电荷.点电荷就是一个理想化的物理模型.二、库仑定律1.库仑定律的表达式:F =k Q 1Q 2r 2.式中的k 为静电力常量,数值为k =9.0×109_N·m 2/C 2. 2.库仑定律的适用条件:真空中、点电荷.3.如果存在两个以上点电荷,那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力.两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变.因此,两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和.4.任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.所以,如果知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向.三、电场电场强度的定义式是E =F /q ,它是表示电场的强弱和方向的物理量:1.电场强度的唯一性:决定于电场本身,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关(填“有关”或“无关”).2.电场强度的矢量性:电场强度的方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与负电荷的受力方向相反.所以比较电场强度是否相同时,一定要考虑大小和方向两个因素.四、点电荷的场强1.点电荷电场的场强:(1)公式E =k Q r 2,适用条件:真空中的点电荷.(2)方向:沿某点和Q 的连线,Q 为正电荷时,沿连线向外,Q 为负电荷时,沿连线向里.如果以Q 为中心,r 为半径作一球面,则球面上各点的电场强度大小相等.当Q 为正电荷时,E 的方向沿半径向外;当Q 为负电荷时,E 的方向沿半径向里.2.场强是矢量,当空间存在多个点电荷产生的电场时,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.五、电场线1.电场线的特点有:(1)起始于无限远或正电荷,终止于负电荷或无限远.(2)任意两条电场线不相交.(3)在同一幅图中,电场线的疏密表示场强的大小,电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向.2.匀强电场中各点的电场强度大小相等,方向相同;电场线是间距相等的平行线.六、常见的电场线1.点电荷的电场:正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处,负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷,如图所示,其特点有:(1)点电荷形成的电场中,不存在场强相同的点.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直.在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同.2.等量同号点电荷的电场:电场线分布如图所示(以等量正点电荷为例),其特点有:(1)两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大,方向指向中点.(2)两点电荷连线中点O沿中垂面(中垂线)到无限远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小,方向背离中点.3.等量异号点电荷的电场:电场分布如图所示,其特点有:(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小再变大,中点处场强最小.(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即电场强度方向都相同,总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂面(中垂线)从中点到无限远处,场强大小一直减小,中点处场强最大.七、电场线与运动轨迹的区别电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向,也是正电荷在该点的受力方向(与负电荷受力方向相反).运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹,径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向.在力学的学习中我们就已经知道,物体运动速度的方向和它的加速度的方向是两回事,不一定相同,因此,电场线与运动轨迹不能混为一谈,不能认为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹.只有当电场线是直线,且带电粒子只受静电力作用(或受其他力,但方向沿电场线所在直线),同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时,运动轨迹才和电场线重合,这只是一种特殊情况.典例强化例1、如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球.若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的有( )A .沿虚线d 切开,A 带负电,B 带正电,且Q A >Q BB .只有沿虚线b 切开,才有A 带正电,B 带负电,且Q A =Q BC .沿虚线a 切开,A 带正电,B 带负电,且Q A <Q BD .沿任意一条虚线切开,都有A 带正电,B 带负电,而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关例2、两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2,当两球心相距3R 时,相互作用的静电力大小为( )A .F =k q 1q 2(3R )2B .F >k q 1q 2(3R )2C .F <k q 1q 2(3R )2D .无法确定 例3、如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q >0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k 0的相同轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l .已知静电力常量为k ,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为()A .l +5kq 22k 0l 2 B .l -kq 2k 0l 2 C .l -5kq 24k 0l 2 D .l -5kq 22k 0l 2 例4、有关电场强度的理解,下述说法正确的是( )A .由E =F q可知,电场强度E 跟放入电场的电荷q 所受的静电力成正比 B .当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C .由E =kQ r2可知,在离点电荷很近,r 接近于零时,电场强度无穷大 D .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关例5、关于电场线的特征,下列说法中正确的是( )A .如果某空间中的电场线是曲线,那么在同一条电场线上各处的场强不相同B .如果某空间中的电场线是直线,那么在同一条电场线上各处的场强相同C .如果空间中只存在一个孤立的点电荷,那么这个空间中的任意两条电场线相交;如果空间中存在两个以上的点电荷,那么这个空间中有许多电场线相交D .电场中任意两条电场线都不相交例6、如图所示,直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场的电场线,曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上两点.若带电粒子运动过程中只受静电力作用,根据此图可以判断出的是( )A .带电粒子所带电荷的符号B .带电粒子在a 、b 两点的受力方向C .带电粒子在a 、b 两点的加速度何处大D .带电粒子在a 、b 两点的加速度方向例7、如图所示,两个带等量正电荷的点电荷,O 点为两电荷连线的中点,a 点在连线的中垂线上,若在a 点由静止释放一个电子,关于电子的运动,下列说法正确的是()A .电子在从a 向O 运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B .电子在从a 向O 运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C .电子运动到O 时,加速度为零,速度最大D .电子通过O 后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零例8、如图所示,带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为____________________,方向________.(静电力常量为k )例9、如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的质量为m 、电荷量为q ,为保证当丝线与竖直方向的夹角为θ=60°时,小球处于平衡状态,则匀强电场的电场强度大小可能为() A .3mg q B .mg 2q C .3mg 2q D .mg q例10、在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m 、带正电且电荷量为q 的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动.现将该小球从电场中某点以初速度v 0竖直向上抛出,求此运动过程中(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)小球受到的电场力的大小及方向;(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U .知识巩固练习1.如图所示,不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )A .A 端金箔张开,B 端金箔闭合B .用手触摸枕形导体后,A 端金箔仍张开,B 端金箔闭合C .用手触摸枕形导体后,将手和C 都移走,两对金箔均张开D .选项A 中两对金箔分别带异号电荷,选项C 中两对金箔带同号电荷2.关于电场强度E ,下列说法正确的是( )A .由E =F q 知,若q 减半,则该处电场强度为原来的2倍B .由E =k Q r2知,E 与Q 成正比,而与r 2成反比C .由E =k Q r 2知,在以Q 为球心,以r 为半径的球面上,各处场强均相同D .电场中某点的场强方向就是正电荷在该点受到的静电力的方向3.如图所示,把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上,欲使球a 能静止在斜面上,需在MN 间放一带电小球b ,则b 应( )A .带负电,放在A 点B .带正电,放在B 点C .带负电,放在C 点D .带正电,放在C 点4.AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O .将电荷量分别为+q 和-q 的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB 对称且距离等于圆的半径,如图2所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q ,则该点电荷Q () A .应放在A 点,Q =2qB .应放在B 点,Q =-2qC .应放在C 点,Q =-qD .应放在D 点,Q =-q 5.某静电场中的电场线如图中实线所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M 运动到N ,以下说法正确的是( )A .粒子必定带正电荷B .粒子必定带负电荷C .粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度D .粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度6.如图所示,A 、B 是带有等量的同种电荷的两小球(可视为点电荷),它们的质量都是m ,它们的悬线长度都是L ,悬线上端都固定于同一点O ,B 球悬线竖直且被固定,A 球在力的作用下,于偏离B 球x 的地方静止,此时A 球受到绳的拉力为T ;现在保持其他条件不变,用改变A 球质量的方法,使A 球在距B 为12x 处平衡,则此时A 受到绳的拉力为( )A .TB .2TC .4TD .8T7.如图所示,光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量均为m ,间距均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施加一水平向右的力F 的同时放开三个小球,欲使三个小球在运动过程中保持间距r 不变,求:(1)C 球的电性和电荷量;(2)水平力F 的大小.8.在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为m 、电荷量为+q 的带电小球,另一端固定于O 点.将小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放,则小球沿圆弧做往复运动.已知小球摆到最低点的另一侧,此时线与竖直方向的最大夹角为θ(如图).求:(1)匀强电场的场强;(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力.。
库仑定律与电场强度的计算库仑定律是电磁学中非常重要的定律之一,用于描述静电荷的相互作用。
它是由英国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑在18世纪末提出的。
库仑定律通过计算两个电荷之间的作用力来研究电场的强度。
本文将详细介绍库仑定律以及电场强度的计算方法。
首先,我们来看一下库仑定律的表达式:$$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$$其中,F代表两个电荷之间的作用力,q1和q2分别为两个电荷的大小,而r则代表两个电荷之间的距离。
k是一个比例常数,即库仑常数,其值为$$k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}$$其中,ε0为真空介质中的电常数,其值为$$\epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} C^2/N \cdot m^2$$有了库仑定律的表达式,我们可以计算两个电荷之间的作用力,进而得到电场的强度。
电场强度E定义为单位正电荷所受到的力,因此可以通过库仑定律得到:$$E = \frac{F}{q}$$其中,E为电场强度,F为电荷所受到的力,q为电荷的大小。
在实际应用中,我们常常需要计算电场强度在不同位置的数值。
对于位于点电荷附近的某个位置P,电场强度E的计算可以通过库仑定律进行。
假设点电荷q位于原点O,位置P的坐标为(x, y, z),则点电荷对位置P产生的电场强度可以表示为:$$E = \frac{kq}{r^2}$$这里,r为点电荷和位置P之间的距离,可以通过欧几里得距离公式计算:$$r = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$$在实际计算中,当有多个电荷同时存在时,需要将每个电荷对位置P产生的电场强度进行叠加,即$$E = \sum_{i} \frac{kq_i}{r_i^2}$$其中,i代表第i个电荷,qi为第i个电荷的大小,ri为第i个电荷和位置P之间的距离。
除了点电荷外,我们还可以通过库仑定律计算电场强度对于一些分布式电荷的情况。
高三复习电场知识点电场是物理学中的重要概念之一,它描述了电荷之间相互作用的力场。
在高三物理学的学习中,掌握电场知识点是非常关键的。
本文将从电场的定义、电场强度、电势、高斯定理和电场与电势能的关系等方面展开讨论。
1. 电场的定义电场是指电荷周围的一种物理场。
正电荷产生的电场是由向外向各个方向辐射状分布的,负电荷则是向内分布。
电场的强度和方向与电荷的性质和位置有关。
2. 电场强度电场强度E是衡量电场的物理量,表示单位正电荷在电场中所受到的力。
电场强度的大小与电荷量和距离的平方成反比。
根据库仑定律,电场强度的公式为E=kq/r^2,其中k为库仑常量,q为电荷量,r为距离。
3. 电势电势是电场的另一种描述方式,表示单位正电荷在电场中的电势能。
电势的计算公式为V=kq/r, 其中V为电势,k为库仑常量,q为电荷量,r为距离。
电势可理解为电场对电荷做的功除以电荷的大小。
4. 静电场的高斯定理高斯定理是用于计算电场的一种方法。
它表达了通过一个封闭曲面的电场通量与该曲面内的电荷量之间的关系。
高斯定理的数学表达式为∮E•ds=Q/ε0,其中E为电场强度,ds为曲面元素法向量,Q为曲面内包围的总电荷量,ε0为真空介质的介电常数。
5. 电场与电势能的关系电场与电势能之间存在着密切的联系。
电势能是电荷在电场中具有的能量,当电荷在电场中移动时,电势能会发生变化。
电场力做功将电势能转化为其他形式的能量。
电势能的计算公式为Ep=qV,其中Ep为电势能,q为电荷量,V为电势。
以上是关于高三复习电场知识点的概述和论述。
掌握电场知识对于高三物理学的学习非常重要,能够帮助我们更好地理解电荷之间相互作用的力学原理。
通过理论的学习和实际问题的分析,我们可以更好地应用电场知识解决实际问题,提高物理学习的成绩。
希望本文对于高三学生复习电场知识点有所帮助。
电动力学中的库仑定律和电场强度电动力学是物理学的一个分支,研究电荷与电荷之间相互作用的规律。
在电动力学中,库仑定律和电场强度是两个基础概念,它们对于理解电荷间相互作用及电场分布具有重要意义。
一、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的规律。
它由物理学家库仑在18世纪末提出,并经过实验证实。
库仑定律的表达式如下:F = k * (|q1 * q2|) / r^2其中,F表示所受力的大小,k是一个常数,q1和q2分别表示两个电荷的大小,r是两个电荷之间的距离。
该定律说明了两个电荷间的相互作用力与两电荷之间的距离的平方成反比。
当两电荷之间的距离增加时,相互作用力减小;相反,当距离减小时,相互作用力增大。
库仑定律的实质是描述电荷之间的电场相互作用,与其说是一种力,不如说是一种作用力产生的电场的相互联系。
这种相互联系可以通过电场强度来进一步描述。
二、电场强度电场强度描述了电荷在空间中产生的电场的强弱。
电场是由电荷周围的空间中形成的,而电场强度则刻画了电场的强度大小和方向。
电场强度用E表示,其计算公式如下:E =F / q0其中,F表示电荷所受的力,q0表示单位正电荷,在国际单位制中,其数值为1.对于一个点电荷q在某一点的电场强度可以通过库仑定律求得。
电场强度的方向是从正电荷指向负电荷,或者说从高电势区指向低电势区。
电场强度越大表示在该点的电场力越强,电势变化越剧烈。
电场强度与电荷量的关系是正相关的,即电荷量增大,电场强度也增大。
三、库仑定律和电场强度的联系库仑定律和电场强度是紧密相关的,它们描述了电荷之间相互作用以及电场的性质。
库仑定律告诉我们两个电荷之间的相互作用力与距离的关系,而电场强度则告诉我们一个点处电场的强度和方向。
电场强度是建立在库仑定律的基础上的,通过库仑定律可以求得电荷对其他电荷所产生的作用力,然后再用作用力除以单位正电荷的电场强度,得到在该点处的电场强度。
库仑定律和电场强度的研究使我们能够理解电荷之间的相互作用以及电场的分布情况。
电场一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
即:221rq kq F =其中k 为静电力常量, k =9.0×10 9 N m 2/c 2 1.成立条件①真空中(空气中也近似成立),②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r )。
2.同一条直线上的三个点电荷的计算问题例1. 在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。
①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大? 解:①先判定第三个点电荷所在的区间:只能在B 点的右侧;再由2rkQq F =,F 、k 、q 相同时Q r ∝∴r A ∶r B =2∶1,即C 在AB 延长线上,且AB=BC 。
②C 处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了;只要A 、B 两个点电荷中的一个处于平衡,另一个必然也平衡。
由2rkQq F =,F 、k 、Q A 相同,Q ∝r 2,∴Q C ∶Q B =4∶1,而且必须是正电荷。
所以C 点处引入的点电荷Q C = +4Q例2. 已知如图,带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ,OA=OB ,都用长L 的丝线悬挂在O 点。
静止时A 、B 相距为d 。
为使平衡时AB 间距离减为d /2,可采用以下哪些方法 A.将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍 B.将小球B 的质量增加到原来的8倍 C.将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量增加到原来的2倍解:由B 的共点力平衡图知L d g m F B =,而2d Q kQ F B A=,可知3mgL Q kQ d B A ∝,选BD 3.与力学综合的问题。