電場強度

2021-01-15 高中物理知識

電場強度

一、電場

19世紀30年代,法拉第提出:在電荷的周圍,存在一種由電荷產生的物質--電場

1.電場的基本性質:對放入其中的電荷有力的作用

也就是說,某個地方有一個電荷,該電荷就會在它周圍的空間產生一種叫做「電場」的物質,如果再有其他的電荷放進這個空間,這個叫做電場的物質就會對放入的電荷有力的作用。

2.電荷之間的相互作用原理

兩個電荷之間的相互作用,其實是電荷產生電場,該電場對另一個電荷有力對作用。

提醒:①引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用

       ②電場能使引入其中的導體產生靜電感應現象

      ③當帶電體在電場中移動時,電場力將對帶電體做功,這表示電場具有能量

二、電場強度

1.場源電荷和試探電荷

場源電荷:產生電場的電荷

試探電荷(檢驗電荷):在實驗中常用來檢驗某空間是否存在電場及其電場的強弱分布情況的電荷

試探電荷(檢驗電荷)的條件:電荷量和帶電體的體積非常小,乃至於引入試探電荷(檢驗電荷)後,試探電荷對所引入的空間的電場沒有影響。


定義:電場中某一點的電荷受到的電場力F它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度,簡稱場強.用E表示

公式(大小):E=F/q   (適用於所有電場)

單位:N/C   

方向:電場強度是矢量。

物理學中規定

電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同.

(負電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點的場強方向相反)


注意:電場中某一點處的電場強度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點試探電荷q無關,它決定於電場的源電荷及空間位置,電場中每一點對應著的電場強度與是否放入電荷無關


三、點電荷的電場

如果真空中存在一個點電荷Q,該點電荷就會在它所在的空間產生電場。我們引入一個試探電荷q去研究該電場。

空間中到場源電荷Q的距離為r的位置,試探電荷q受到的電場力F由庫侖定律得,代入電場強度的公式

點電荷場強計算公式:

注意:電場是充滿場源電荷周圍的空間(四面八方都有的),如果以Q為中心作一個球面,則球面上各點都有電場,電場強度大小都相等,方向不同。

如下圖,正電荷和負電荷的電場強度示意圖

   

的區別:





定義式,適用於一切電場q是檢驗電荷,E與q無關。

僅適用於點電荷的電場Q是場源電荷,E與Q成正比,與r的平方成反比

四、電場強度的疊加

如果某個空間周圍存在多個電荷,多個電荷產生的電場就會疊加。

電場強度的疊加:某點的場強為該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產生的場強的矢量和。

P點的電場強度E,等於+Q1在該點產生的電場強度E1與-Q2在該點產生的電場強度E2的矢量和。


一個比較大的帶電物體不能看做點電荷。

在計算它的電場時,可以把它分為若干小塊,只要每個小塊足夠小,就可以把每小塊所帶的電荷看成點電荷,然後用點電荷電場強度疊加的方法計算整個帶電體的電場。


五、電場線

1.我們用電場線來形象地描述電場:

在電場中畫出的一條條有方向的曲線,曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向

2.電場線的特點

(1).電場線總是從正電荷或無限遠出發,終止於無限遠或負電荷;

(2).電場線在電場中不相交;

(3).在同一幅圖中,電場強度較大的地方電場線較密,電場強度較小的地方電場線較疏,可以用電場線的疏密程度來表示電場強度的相對大小。


思考:電場線是實際存在的嗎?

不是,電場線是為了描述電場的方便而模擬出來的。


六、勻強電場

電場中各點電場強度的大小相等、方向相同,這種電場叫做勻強電場

勻強電場的電場線:是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如,兩等大、正對且帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場中,除邊緣附近外,就是勻強電場


附:

1.常見的電場的電場線分布圖(平面圖):


2.實驗:模擬電場線、常見的電場的電場線分布(立體)



注意:電場充滿場源電荷周圍的空間。


練習:

1.下列說法中正確的是:[      ]

A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場

B.電場是一種物質,它與其他物質一樣,是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西

C.電荷間的相互作用是通過電場而產生的,電場最基本的性質是對處在它裡面的電荷有力的作用

2.下列說法中正確的是:[    ]

A.電場強度反映了電場的力的性質,因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比

B.電場中某點的場強等於F/q,但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關

C.電場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向

D.公式E=F/q和E=kQ/r2對於任何靜電場都是適用的

3.下列關於電場線的幾種說法中,正確的是(    )

A.沿電場線方向,場強必定越來越小

B.在複雜電場中的電場線是可能相交的

C.點電荷在電場中的運動軌跡一定跟電場線相重合

D.電場線越密的地方,同一檢驗電荷所受的電場力就越大

提示:看前面「常見電場的電場線分布圖」就知道,負的點電荷產生的電場,沿電場線方向場強越大A錯;電場線不能相交B錯;電荷在電場中的運動軌跡跟電荷的初速度和受力方向有關,不一定跟電場線重合,C錯;電場線越密集,電場強度越大,由F=qE得,同一檢驗電荷所受的電場力越大,D對。

4.如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,

在這條直線上有a、b兩點,用Ea、Eb表示a、b兩點電場強

度的大小,則(     )

A.a、b兩點的場強的方向相同

B.電場線是直線,可知Ea=Eb

C.不知a、b附近的電場線分布,故Ea、Eb的大小不能確定

D.電場線從a指向b,所以Ea>Eb


參考答案:1.ABC 2.BC  3.D  4.AC  



如果你覺得不錯,請左下角點


如果你喜歡這篇文章,就點擊右上角分享(轉發)給朋友們吧。





相關焦點

  • 電場強度基礎
    :二、電場強度有關計算:1、點電荷產生的電場強度2、均勻帶電球面的電場強度:無限長帶電直線在P的電場強度相當於半圓弧(半徑a,線電荷密度λ)在P點的電場強度。半圓弧(半徑a,線電荷密度λ)在P點的電場強度?
  • 電場強度的計算方法
    2.電場強度的計算與疊加在一般情況下可由上述三個公式計算電場強度,但在求解帶電圓環、帶電平面等一些特殊帶電體產生的電場強度時,上述公式無法直接應用。  答案:B解析:AB、AC棒帶電完全相同,在P點產生的電場強度大小相同,由於兩個帶電棒關於P點軸對稱,所以兩個帶電棒在P點的電場方向都是沿著棒的垂直平分線過P點斜向下,又兩個電場方向互成
  • 高中物理 | 《電場 電場強度 電場線》知識點及重難點
    一、電場強度1、電場:帶電體周圍存在的一種物質。
  • 能夠精確測量電場強度的新型MEMS電場傳感器
    打開APP 能夠精確測量電場強度的新型MEMS電場傳感器 工程師黃明星 發表於 2018-07-20 11:09:00 然而從技術角度來說,精確的電場測量並非易事。 據麥姆斯諮詢報導,一支來自維也納技術大學(TU Wien)的研究團隊突破當前其它測量設備所採用的設計原理,開發了一款矽基MEMS電場測量傳感器。
  • 高中物理《電場強度》教學設計
    一、教學目標【知識與技能】1.知道電荷間的相互作用是通過電場發生的,電場是客觀存在的。2.理解電場強度的概念及其定義,會根據電場強度的定義進行有關的計算。知道電場強度是矢量,知道電場強度的方向是怎樣規定的。
  • 高中物理:特殊電場的電場強度的求解的4種方法!
    電場的性質是高中物理的核心內容之一,也是高考的必考內容,幾乎每年都會有一道選擇題,考查理解與推理應用,難度適中.試題一般藉助典型模型,問題角度多為電場分布
  • 特殊電場的電場強度的求解的4種方法!
    ,問題角度多為電場分布、受力和運動、功能關係分析等。在保證效果相同的前提下,將複雜的電場情境變換為簡單的或熟悉的電場情境。例:如圖甲、乙所示,一個點電荷+q與一個無限大薄金屬板形成的電場,可等效為兩個異種點電荷形成的電場。
  • 變電站周邊磁場和電場強度輻射微乎其微
    實驗1變電站周邊磁場和電場強度地點:前門110千伏變電站昨天上午,記者和兩名檢測人員來到前門變電站。兩名檢測人員站在變電站外,用儀器對變電站外的電場和磁場強度進行測量。在距離外牆1米時,電場強度為0.228伏每米,磁場強度為0.534微特,遠小於國家規定的4千伏每米和100微特。隨後,兩名檢測人員又將測量儀器拿到了距離變電站外牆5米遠的地方,在這個位置上,電場強度衰減至0.154伏每米,而磁場強度衰減的更厲害,不到先前數值的三分之一,僅0.161微特。而在變電站內,貼近警戒線位置時,其電場強度測量結果為117.5伏每米,磁場強度為1.583微特。
  • 電場強度值:變電站小於家裡電線
    「電場強度0.2伏/米,磁感應強度0.013微特斯拉。」廣州市環保局的工程師在距離變電站只有20米的居民家陽臺上,用儀器仔細測量之後,報出了結果。國內相應的要求標準是電場強度不能超過4000伏/米,磁場強度不能超過100微特。  昨日,筆者隨同環保專家,到廣州多處變電站現場測量電場強度值。
  • 高中物理求電場強度的基本方法解析!
    電場強度是描述電場力的性質的物理量,高中階段的學習對整個電場部分起了輔墊作用,求解電場強度是解決這類問題的基礎,以下就電場強度求解的基本思想作簡單總結。例1、如圖1所示,一個質量為30g帶電量當小球靜止時,測得懸線與豎直夾角為30°,由此可知勻強電場方向為_________,電場強度大小為_________N/C。(g取10m/s2)
  • 高中物理:《庫侖定律 電場強度》知識點總結
    二、電場強度1. 電場的最基本性質之一是對放入其中的電荷有電場力的作用,靜止電荷之間的相互作用是通過電場來實施的.   2. 電場強度是描述電場強弱的物理量.,適用於一切電場;真空中點電荷Q在某點處產生的場強的決定式
  • 更小更簡單的傳感器:「無失真」測量電場強度!
    導讀近日,奧地利維也納技術大學(TU Wien)開發出了一款傳感器用於測量電場強度。這一傳感器的最主要優勢就是:它不會扭曲目前正在測量的電場。TU Wien 電氣工程學院傳感器和促動器系統研究所的 Andreas Kainz 表示:「目前,用於測量電場強度的裝置具有一些顯著缺陷。這些裝置含有會變成帶電的部分。
  • 高中物理競賽典型例題精講——均勻帶電半球面電場強度
    06-02-04_均勻帶電半球面電場強度本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一下高度對稱帶電體的電場強度的計算方法和思路,通常最基本的計算電場強度的方法應該是應用高斯電場定律,通過高斯電場定律,我們已經了解,一個閉合曲面表面的電通量等於該閉合曲面內所包含的電荷的總量與真空電容率的比值
  • 高中物理:「電場強度」知識點總結!超全面嗎,高中生快來看!
    今天大師給大家帶來了高中物理的「電場強度」超全面知識點總結哦!  第3節電場強度  一、電場  電荷間的相互作用是通過電場發生的。  二、電場強度  1、場源電荷  2、電場強度放入電場中某點的電荷受到的電場力與它所帶電荷量的比值,叫做這一點的電場強度,  簡稱場強
  • 22萬伏變電站電場強度僅為國家安全限值的5萬分之一
    結果顯示,變電站的電場和電磁感應均遠遠小於國家安全限值。變電站電場強度僅為安全限值的5萬分之一位於文屏路領秀城小區內的金榜變電站,是目前島內大型22萬伏變電站之一。昨日,省輻射環境監督站專家攜帶專業的工頻電磁場分析儀,到此進行實地檢測。
  • 「高考輔導」高考物理專題輔導與真題彙編——電場強度和電場力
    2、描述電場力特性的物理量——電場強度(1)定義:放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度。用E來表示。(3)單位:牛/庫(N/C) 伏/米(v/m)(4)電場強度是矢量:規定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向,負電荷受電場力的方向與該點的場強方向相反。(5)物理意義:電場強度(簡稱場強)是描寫電場強弱的物理量。
  • 高中物理 | 靜電學的四個重要概念:電勢、電場強度、電勢差、電勢能的對比
    1、電勢和電場強度的對比電勢電場強度E1描述電場的能的性質描述電場的力的性質
  • G005-電氣專業基礎-考點解析:球形電場強度計算(上)
    G005-電氣專業基礎-考點解析:球形電場強度計算(上) 2020-11-24 17
  • 你點我測」活動走進居民家庭,變電站旁電場強度不及...
    結果顯示,電場強度不及國標千分之一。5月29日上午,記者與第三方檢測機構、武漢網綠環境技術諮詢有限公司的專業人員來到廖女士家中。「這套房子剛裝修完不久,還沒有入住,窗外就能看到變電站。」廖女士說,她所在的頂琇國際公館小區毗鄰先鋒變電站,自家樓棟對面就是露天的設備:「因為家裡有小孩兒和老人,特別希望能檢測一下是不是有電磁輻射。」
  • 高中物理競賽典型例題精講——偏中空帶電球球電場強度
    06-02-03_偏中空帶電球球電場強度本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一下電場矢量疊加效應,由於電場力滿足適量疊加的原理,這就意味著電場強度也滿足適量疊加原理,這就為我們在求解不規則物體的場強提供了一種可行思路,通過將一個複雜的形狀分解為幾個規則形狀的疊加,就能夠有效的計算出不規則物體的電場強度