3.解析:(1)由圖可知,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
代入數(shù)據(jù)得
方向指向x負(fù)方向
(2)同理可判斷A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA=40N/C
方向指向x正方向,由于A、B兩點(diǎn)均處于同一個(gè)點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向相反,據(jù)題意可知,點(diǎn)電荷Q應(yīng)位于A、B兩點(diǎn)之間,帶負(fù)電荷。
(3)設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x,由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)得:即:
解得 x=2.6m(另解x=1舍去)
2.答案:A
1.答案:A
3.(07年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研)如圖(甲)所示,在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m.放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷a、b受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同,電場(chǎng)力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象分別如圖(乙)中直線a、b所示,放在A點(diǎn)的電荷帶正電,放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。
(1)求B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
(2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性,并說明理由.
(3)求點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo).
2.(啟東市07第一學(xué)期期中測(cè)試4)A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn),一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定初速?gòu)腁點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其v-t圖象如圖甲所示.則這電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是圖乙中的 ( )
電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,當(dāng)空間的電場(chǎng)是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同產(chǎn)生時(shí),空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場(chǎng)在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
知識(shí)點(diǎn)一對(duì)電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的理解
電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì),是電場(chǎng)力賴以存在的媒介,它對(duì)放入其中的電荷有力的的作用,這種作用在電場(chǎng)中用電場(chǎng)強(qiáng)度來進(jìn)行描述,電場(chǎng)強(qiáng)度的定義是引入檢驗(yàn)電荷進(jìn)行的,而電場(chǎng)強(qiáng)度又與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
[應(yīng)用1]在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q=+1.0×10-9C,直線MN通過O點(diǎn),OM的距離r=30 cm,M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=-1.0×10-10C,如圖,求:
(1)q在M點(diǎn)受到的作用力。
(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。
(3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。
(4)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大?
導(dǎo)示: (1)電場(chǎng)是一種物質(zhì),電荷q在電場(chǎng)中M點(diǎn)所受作用力是電荷Q通過它的電場(chǎng)對(duì)q的作用力,根據(jù)庫侖定律得
因?yàn)镼為正電荷,q為負(fù)電荷,庫侖力是吸引力,所以,方向沿M()指向O。
(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
方向與正電荷受電場(chǎng)力的方向相同,沿OM連線背離O。。
(3)在M點(diǎn)拿走試探電荷q,但電場(chǎng)是由場(chǎng)源電荷Q形成的,與試探電荷q無關(guān)。所以M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不變。
(4)M點(diǎn)離場(chǎng)源較近,根據(jù)真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定因素可知,M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大。。
電場(chǎng)強(qiáng)度定義式和決定式的比較
(1)是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式.適用于任何電場(chǎng)。電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定值,其大小和方向與檢驗(yàn)電荷q無關(guān)。檢驗(yàn)電荷僅僅充當(dāng)“測(cè)量工具”作用。
(2)是場(chǎng)源電荷Q所形成的電場(chǎng)的決定式,場(chǎng)強(qiáng)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到某點(diǎn)的距離r所決定。
知識(shí)點(diǎn)二對(duì)電場(chǎng)線的理解
電場(chǎng)線是為描述電場(chǎng)的的方向與大小而引入的一種理想化的模型,它是用電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示電場(chǎng)的方向,用電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的大小。點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是以點(diǎn)電荷為中心的發(fā)射狀電場(chǎng)線,勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線是相互平行的,異種電荷電場(chǎng)線是從正電荷到負(fù)電荷的曲線。
[應(yīng)用2]如圖所示,AB是某個(gè)點(diǎn)電荷的一根電場(chǎng)線,在電場(chǎng)線上O點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)負(fù)電荷,它僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線向B運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是 ( )
A.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來越小
B.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小變化由題沒條件不能確定
C.電場(chǎng)線由A指向B,電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)
D.電場(chǎng)線由B指向A,電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來越大
導(dǎo)示: 負(fù)電荷從A由靜止向B運(yùn)動(dòng),說明其所受電場(chǎng)力由A指向B,電場(chǎng)強(qiáng)度方向由B指向A;由于僅一條電場(chǎng)線不能確定電場(chǎng)的疏密情況,所以無法判定電場(chǎng)力大小變化和加速度大小變化情況,所以選B。
判斷電場(chǎng)中帶電粒子的受力情況時(shí),應(yīng)作好受力分析圖,找出可能的情況加以分析,求出正確的答案。
類型一電場(chǎng)的矢量運(yùn)算
矢量運(yùn)算應(yīng)遵循平行四邊形定則,電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,應(yīng)注意平行四邊形作圖準(zhǔn)確,
[例1]如圖所示,中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為+的上夸克和兩個(gè)電荷量為-的下夸克,3個(gè)夸克都分布在半徑為r的同一圓周上,則3個(gè)夸克在其圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為( )
A. B. C. D.
導(dǎo)示: 一個(gè)下夸克在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,B、C兩個(gè)下夸克在圓心O處的電場(chǎng)疊加如圖所示,合場(chǎng)強(qiáng),方向沿AO.
上夸克在圓心處的場(chǎng)度方向沿AO.
故3個(gè)夸克在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。 答案 A
類型二涉及電場(chǎng)力的綜合問題
電場(chǎng)力在力學(xué)中應(yīng)用問題中,要注意電荷的正負(fù)、電場(chǎng)的方向來判斷電場(chǎng)力。正確受力分析是解決此類問題的關(guān)鍵。
[例2]豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度為E。在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球,絲線跟豎直方向成θ角時(shí)小球恰好平衡,此時(shí)小球離右極板距離為b,如圖所示,請(qǐng)問:
(1)小球所帶的電荷量是多少?
(2)若剪斷絲線,小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間?
導(dǎo)示: (1)由于小球處于平衡狀態(tài),對(duì)小球受力分析如圖所示。
兩式相比得:
(2)由第(1)問中的方程知,而剪斷絲線后小球所受電場(chǎng)力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線的拉力大小相等,故剪斷絲線后小球所受重力、電場(chǎng)力的合力等于,球的加速度,小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)碰到金屬板上時(shí),它運(yùn)動(dòng)的位移為:,
解答本題的方法和解力學(xué)題的方法完全一樣,只不過多了個(gè)電場(chǎng)力。求時(shí)間時(shí)要求同學(xué)們注意分析清楚小球的位移。
類型三利用電場(chǎng)線的分布解題
[例3]如圖所示,一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過,電子重力不計(jì),則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是( )
A.先變大后變小,方向水平向左
B.先變大后變小,方向水平向右
C.先變小后變大,方向水平向左
D.先變小后變大,方向水平向右
導(dǎo)示: 等量異種電荷電場(chǎng)分布如圖 (a)所示,由圖中電場(chǎng)線的分布可以看出,從A到O,電場(chǎng)線由疏到密;從O到B,電場(chǎng)線由密到疏,所以從A→O→B,電場(chǎng)強(qiáng)度先由小變大,再由大變小,而電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)線切線方向,一直水平向右,如圖 (b)所示。由于電子處于平衡狀態(tài),所受合外力必為零,故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受電場(chǎng)力大小相等方向相反。電子受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,即水平向左,電子從A→O→B過程中,電場(chǎng)力由小變大,再由大變小,故另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右,其大小應(yīng)先變大后變小,所以選項(xiàng)B正確。答案:B
1.( 07年理綜寧夏卷18)兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié),置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球1和小球2均帶正電,電量分別為q1和q2(q1>q2)。將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行,如圖所示。若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,則釋放后細(xì)線中的張力T為(不計(jì)重力及兩小球間的庫侖力) ( )
3.電場(chǎng)線________相交.在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)線不中斷。
3.電場(chǎng)線的疏密表示__________,某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的________________。它不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。
2.電場(chǎng)線是起源于_____ (或無窮遠(yuǎn)處),終止于___
________ (或無窮遠(yuǎn)處)的有源線,是________曲線。
1.電場(chǎng)線是為了形象地描述_______________而假想的、實(shí)際不存在的__________。
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