电场强度电场线典型例题
【例1】 把一个电量q=-10-6C的试验电荷,依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处图,受到的电场力大小分别是FA= 5×10-3N,FB=3×10-3N.
(1)画出试验电荷在A、B两处的受力方向.
(2)求出A、 B两处的电场强度.
(3)如在A、B两处分别放上另一个电量为q'=10-5C的电荷,受到的电场力多大?
[分析] 试验电荷所受到的电场力就是库仑力,由电荷间相互作用规律确定受力方向,由电场强度定义算出电场强度大小,并根据正试验电荷的受力方向确定场强方向.
[解答] (1)试验电荷在A、B两处的受力方向沿它们与点电荷连线向内,如图中FA、FB所示.
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(2)A 、B两处的场强大小分别为;
电场强度的方向决定于正试验电荷的受力方向,因此沿A、B两点与点电荷连线向外.
(3)当在A、B两点放上电荷q'时,受到的电场力分别为
FA' =EAq' =5×103×10-5N=5×10-2N;
FB'=EBq' =3×103×10-5N=3×10-2N.
其方向与场强方向相同.
[说明] 通过本题可进一步认识场强与电场力的不同.场强是由场本身决定的,与场中所放置的电荷无关.知道场强后,由F=Eq即可算出电荷受到的力.
[ ]
A.这个定义式只适用于点电荷产生的电场
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B.上式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量
C.上式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量
是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小
何电场.
式中F是放置在场中试验电荷所受到的电场力,q是试验电荷的电量,不是产生电场的电荷的电量.
电荷间的相互作用是通过电场来实现的.两个点电荷q1、q2之间的相互作用可表示为
可见,电荷间的库仑力就是电场力,库仑定律可表示为
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式中E1就是点电荷q1在q2处的电场强度,E2就是点电荷q2在q1处的电场强度.
[答] B、D.
[说明] 根据电场强度的定义式,结合库仑定律,可得出点电荷Q在真空中的场强公式,即
【例3】 如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强大小,则
[ ]
A.A、B两点的场强方向相同
B.电场线从A指向B,所以EA>EB
C.A、B同在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
D.不知A、B附近的电场线分布状况,EA、EB的大小不能确定
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[分析] 根据电场线的物理意义,线上各点的切线方向表示该点的场强方向.因题中的电场线是直线.所以A、B两点的场强方向相同,都沿着电场线向右
因为电场线的疏密程度反映了场强的大小,但由于题中仅画出一条电场线,不知道A、B附近电场线的分布状态,所以无法肯定EA>EB或EA=EB
[答] A、D.
【例4】 在真空中有一个点电荷,在它周围跟Q一直线上有A、B两点,相距d=12cm,已知A点和B点的场强大小之比
[解] 设场源电荷Q离A点距离为r1,离B 点距离为r2,根据点电荷场强公式和题设条件,由下式:
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