第七章 电场 §1 电场强度 要点归纳: 1.电场强度的定义式:E=F/q 2.点电荷产生的电场:E=kQ/r2 3.匀强电场的场强:E=U/d 4.均匀带电球壳内的场强处处为零; 均匀带电球壳外的场强E=kQ/r2 5.场强叠加原理: 任一点的总场强都等于每个场源电荷单独存在时所激发的场强的矢量和。 6.电场线: 假想的,切线方向即场强方向; 疏密反映场强大小;不闭合;不相交,也不相切。 例题
例1 密立根油滴实验是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的,其电场由两块带电平行板产生。实验中,半径为r、带有两个电子电荷的油滴保持静止时,两块极板的电势差为U。当电势差增加到4U时,半径为2r的油滴保持静止,则该油滴所带的电荷为: A、2e B、4e C、8e D、16e
例2 在一直线上的a、b两点各有一个点电荷Q1、Q2,已知Q1=+9Q,Q2= –Q,ab距离为r。问:(1)此直线上场强为零的点有几个?在何处?
(2)如果在直线上放上第三个点电荷Q3,要使三个点电荷都处于平衡状态,那么Q3带什么电?带电量多少?放在何处?
(3)Q1、Q2、Q3的平衡是稳定平衡还是不稳定平衡?
例3 由对称性可知,均匀带电球面产生的电场分布具有对称性,该电场强度在空间不同区域有不同的值:在球面内其电场强度为零,球面外其电场强度与电荷集中在球心处时的分布相同。现有一个球形的橡皮膜气球,电荷q均匀地分布在球面上。在此气球被吹大的过程中,被气球表面掠过的点(该点与球中心距离为r)其电场强度的大小将由______变为______。
例4 如图所示,一个带正电的小球,套在绝缘杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ,匀强电场水平向右。将杆与竖直线成某一夹角放置,让小球从A点由静止释放,经过B点时,小球的动能为EK。已知A、B间距为s,改变夹角大小,重新操作,小球获得的动能EK也随之改变,当杆与竖直方向夹角为θ时,小球获最大动能Em。试求当杆竖直放置时,让小球也从A点由静止释放,则为使小球获得动能也为Em时,小球在杆上移动的距离s/为多少?
例5 一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的场强为E,把细线分成等长的弧AB,弧BC,弧CD,(1)弧BC在圆心O处产生的场强多大?
(2)若在A处再接上一段带电情况和半径都相同弧AP构成2/3的圆圈,则全部细线在O点产生的场强又是多大?