高中物理知識點(diǎn):勻強(qiáng)電場

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


勻強(qiáng)電場:

1、定義:在電場中,如果各點(diǎn)的場強(qiáng)的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強(qiáng)電場。勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。
2、場源:相距很近,帶有等量異種電荷的一對平行金屬板之間的電場,除邊緣部分外,可以看做勻強(qiáng)電場

電場中圖像類問題的解法:


1.電場的E—x圖像與φ一x圖像
在給定了電場的E—x圖像時,可以由圖線確定x 軸上各點(diǎn)場強(qiáng)的大小及方向。此外還可以確定x軸上各點(diǎn)的電勢變化情況:E—x圖線與x軸所圍圖形的面積表示電勢差。
在給定了電場的φ—x圖像時,除了可以直接確定x軸上各點(diǎn)電勢的高低及電勢變化情況,還可以確定x 軸上各點(diǎn)場強(qiáng)(或沿x軸方向上的場強(qiáng)分量)的大小及方向:圖線斜率大小表示場強(qiáng)大小,斜率正負(fù)表示場強(qiáng)方向。
當(dāng)E一x圖像或φ一x圖像與粒子運(yùn)動相結(jié)合時,可利用電場力與場強(qiáng)、加速度的關(guān)系及電場力做功與動能、電勢能和電勢等的關(guān)系來解決涉及粒子電性、電場力、電勢能、動能、速度、加速度等的相關(guān)問題。
在這類題目中,還可以把E—x圖像或φ一x圖像假設(shè)為我們熟悉的、符合給定變化規(guī)律的某一種電場,利用這種已知電場的電場線分布、等勢面分布或場源電荷來處理相關(guān)問題。
2.粒子運(yùn)動的v一t圖像當(dāng)帶電粒子只在電場力作用下運(yùn)動時,如果給出了粒子運(yùn)動的速度圖像,則從速度圖像上能確定粒子運(yùn)動的加速度方向、加速度大小變化情況,進(jìn)而可將粒子運(yùn)動中經(jīng)歷的各點(diǎn)的場強(qiáng)方向、場強(qiáng)大小、電勢高低等情況判定出來。
3.粒子運(yùn)動的v一x圖像
在v一x圖像中,圖像的斜率并不是粒子運(yùn)動的加速度,雖然從 v一x圖像仍可判定粒子是加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動,但加速度的大小變化情況卻不一定能夠判定出來,如在圖中,圖線的某點(diǎn)切線斜率:所以在粒子經(jīng)過某位置時的加速度a=kv。圖線①③所表示的粒子在運(yùn)動中加速度增大,圖線④⑤ 所表示的粒子在運(yùn)動中加速度減小,而圖線②⑥表示的粒子在運(yùn)動中加速度變化情況不能確定。
在能夠確定粒子運(yùn)動中加速度的變化情況之后,解決問題的方法與已知v—t圖像相同。

給定帶電粒子運(yùn)動軌跡類問題的解法:


在涉及帶電粒子運(yùn)動軌跡的問題中,主要有三種類型:一是與電場線相結(jié)合,其中有給定電場方向和電場線方向未知的兩種情況;二是與等勢線相結(jié)合,有標(biāo)出等勢線電勢數(shù)值和未標(biāo)出電勢數(shù)值的兩種情況;三是給定場源電荷的情況。
解決這類問題的第一步先要根據(jù)帶電粒子運(yùn)動軌跡彎曲的方向范圍,判定出帶電粒子受到合外力的方向范圍,由運(yùn)動軌跡的切線判定出帶電粒子的初速度、末速度及特殊位置的速度方向。
第二步由電場線分布、等勢線分布、場源電荷的位置確定電場力的方向。電場力的方向應(yīng)與所在處電場線、等勢面的垂線在同一直線上,至于給定的是場源電荷時,單一場源電荷看該點(diǎn)與場源電荷的連線,多個場源電荷時利用場的疊加原理。
第三步由電場力的方向與速度方向問的夾角,確定粒子運(yùn)動中電場力做功情況、動能變化情況,電勢能變化情況。若是粒子的電性已知或電場線的方向已知、等勢線的電勢高低已知、場源電荷電性已知時,可由其一判定另一種情況。
第四步在涉及受力大小、加速度大小變化情況時,可將電場線分布疏密程度、等勢線分布疏密程度與場源電荷相對位置的變化等情況相聯(lián)系。




相關(guān)高中物理知識點(diǎn):電場強(qiáng)度的定義式

電場強(qiáng)度:





計算場強(qiáng)的四種方法:


1.計算電場強(qiáng)度的常用方法——公式法
(1)是電場強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)是確定值,其大小和方向與試探電荷無關(guān),試探電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用。
(2)要是真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的計算式,E 由場源電荷Q和某點(diǎn)到場源電荷的距離r決定。
(3)是場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式,只適用于勻強(qiáng)電場,注意式中的d為兩點(diǎn)間的距離在場強(qiáng)方向的投影。
2.計算多個電荷形成的電場強(qiáng)度的方法——疊加法
當(dāng)空間的電場由幾個點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時候,空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和,其合成遵循矢量合成的平行四邊形定則。
3.計算特殊帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的方法
(1)補(bǔ)償法對于某些物理問題,當(dāng)直接去解待求的A很困難或沒有條件求解時,可設(shè)法補(bǔ)上一個B,補(bǔ)償?shù)脑瓌t是使A+B成為一個完整的模型,從而使A+B變得易于求解,而且,補(bǔ)上去的B也必須容易求解。這樣,待求的A便可從兩者的差值中獲得,問題就迎刃而解了,這就是解物理題時常用的補(bǔ)償法。用這個方法可算出一些特殊的帶電體所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。
(2)微元法在某些問題中,場源帶電體的形狀特殊,不能直接求解場源帶電體在空間某點(diǎn)所產(chǎn)生的總電場,此時可將場源帶電體分割,在高中階段,這類問題中分割后的微元常有部分微元關(guān)于待求點(diǎn)對稱,這就可以利用場的疊加及對稱性來解題。
4.計算感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的常用方法—— 靜電平衡法根據(jù)靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的特點(diǎn),外部場強(qiáng)與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)(附加電場)的合場強(qiáng)為零,可知,這樣就可以把復(fù)雜問題變簡單了。




相關(guān)高中物理知識點(diǎn):點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度

點(diǎn)電荷的場強(qiáng):

1、大小:點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,某點(diǎn)場強(qiáng)大小與場源電荷的電荷量成正比,與該點(diǎn)到場源電荷的距離的平方成反比
2、方向:場源電荷是正電荷時,某點(diǎn)場強(qiáng)方向沿該點(diǎn)與場源電荷的連線背離場源電荷,場源電荷是負(fù)電荷時則相反,如圖

3、表達(dá)式:其中Q是場源電荷的電荷量,r是該點(diǎn)到場源電荷的距離
4、適用條件:①真空中②點(diǎn)電荷



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