8.真空中两个同种点电荷Q1和Q2,它们相距较近,使它们保持静止状态今释放Q2,且Q2只在Q1的库仑力作用下运动,则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是()
A.速度不断变大,加速度不断变大
B.速度不断变大,加速度不断变小
C.速度不断变小,加速度不断变大
D.速度不断变小,加速度不断变小
9.三个电量相同的正电荷Q,放在等边三角形的三个顶点上,问在三角形的中心应放置多大的电荷,才能使作用于每个电荷上的合力为零?
10.如图1.1-6所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上,B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时,恰与A等高,若B的质量为
,则B带电荷量是多少?
(g取10m/s2)
11.如图1.1-7所示,在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C,三球质量均为m,相距均为L,若三球均带电,且qA=+10q,qB=+q,为保证三球间距不发生变化,将一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右匀速运动.求:
(1)F的大小;
(2)C球的电性和电量.
二、电场力的性质
1.电场:
(1)电场:
带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.它是一种看不见的客观存在的物质.它具有力的特性和能的特性.
(2)电场最基本的性质:
对放入电场中的电荷有电场力的作用.
(3)电场力:
放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力.
2.电场强度E——描述电场力的性质的物理量
(1)定义:
放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值,叫电场强度.
(2)定义式:
.
(3)物质性:
电场是电荷周围客观存在的物质,电荷之间的相互作用力通过电场而发生.
(4)客观性:
场强是描述电场力的性质的物理量,只由电场本身决定.电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q无关,与检验电荷所受的电场力F无关,即使无检验电荷存在,该点的场强依然是原有的值.
(5)矢量性:
电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向.与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反.
(6)场强大小判断:
a.根据电场力判断:
b.根据电场线判断:
只与电场线疏密有关,与电场线方向无关.
c.根据匀强电场中电势差判断:
E=U/d
(7)电场强度的计算:
(定义式,适用于任何电场)
(只适用于真空中点电荷产成的电场)
(只适用于匀强电场)
3.电场线——电场的形象描绘
在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致,这些曲线就叫做电场线.
(1)电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线,它不是电场中实际存在的线.电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹.
(2)电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密的地方,其场强就越大.
(3)电场线上某点的切线方向即该点的场强力向,也就是正电荷在该点所受电场力的方向.
(4)静电场的电场线是不闭合的曲线,总是从正电荷(或无穷远处)发出,终止于负电荷(或无穷远处).在没有电荷的地方电场线不会中断,也不会相交.
(5)电场线不会相交.
4.电场的叠加:
同时存在几个产生电场的场源时,电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和.
【典型例题】
例1如图1.2-1,A为带正电荷Q的金属板,沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电量为q的小球,小球受水平向右的电场力作用而偏转θ角后静止.设小球是用绝缘丝线悬挂于O点,求小球所在处的电场强度.
例2如图1.2-2所示,用金属丝AB弯成半径r=lm的圆弧,但在A、B之间留出宽度为d=2cm、相对来说很小的间隙.将电荷量Q=3.13×10-9C的正电荷均匀分布于金属丝上,求圆心O处的电场强度.
例3如图1.2-3所示,相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷,电荷量分别为+Q和-Q.在AB连线的中垂线上取一点P,垂足为O,∠PAO=
,求:
(1)P点的场强的大小和方向;
(2)
为何值时,场强最大?
例4在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡(如图1.2-4所示).
(1)匀强电场场强E的大小、方向如何?
(2)检验电荷+q放在点c时,受力Fc的大小方向如何?
(3)检验电荷+q放在b点,受力Fb的大小、方向如何?
例5法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场.图1.2-5为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是()
A.a、b为异种电荷,a带电量大于b带电量
B.a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量
C.a、b为同种电荷,a带电量大于b带电量
D.a、b为同种电荷,a带电量小于b带电量
例6把质量为m的正点电荷q,在电场中从静止开始释放,在它运动的过程中,如果不计重力,下面说法正确的是()
A.点电荷运动轨迹必和电场线重合
B.点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致
C.点电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直
D.点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致
【巩固练习】_________班姓名_______________
1.下列关于电场线的说法中,正确的是(D)
A.电场线是电场中实际存在的线
B.在复杂电场中的电场线是可以相交的
C.沿电场线方向,场强必定越来越小
D.电场线越密的地方.同一试探电荷所受的电场力越大
2.在如图1.2-6所示的电场中的P点放置一正电荷,使其从静止开始运动,其中加速度逐渐增大的是图中的(B)
3.如图1.2-7甲所示,AB是一点电荷电场中的电场线,图1.2-7乙是放在电场线上a、b处的检验电荷所受电场力大小与所带电荷量大小间的函数关系图象,由此可判定()
A.如果场源是正电荷,位置在A侧
B.如果场源是正电荷,位置在B侧
C.如果场源是负电荷,位置在A侧
D.如果场源是负电荷,位置在B侧
4.如图1.2-8所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条电场线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两点的场强,则(D)
A.A、B两点的场强方