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1、计算电场强度的基本方法电场强度是静电学中最基本最重要的概念之一，是历年高考考查的热点。高考中将静 电学与力学、磁学等问题放在一起作为综合题考查在每年是必不可少的。这些题目中往往 涉及有电场力、电势和电势能等参数，这些参数与静电场最基本的物理性质参数电场 强度是紧密相关的。因此，要解决好这些问题，我们首先必须熟练掌握计算电场强度的方 法。在这里，我们首先介绍一下计算电场强度的基本方法。结合所分析的静电场的特点， 很多求解电场强度的问题都可以用它来解决。对于一些比较特殊的电场，我们将在下一节 介绍一些特殊的方法，那些特殊的方法也是由这些基本方法衍生而来的，因此，我们需要 掌握好这些基本方法。下面来
2、看一看这些基本方法。方法特点电场强度的定义是检验电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷q的比值，用E表示。 因此，我们可以利用这一定义去求电场中某点的电场强度。想办法求出电荷 q在某点所受 F的电场力，使用公式E =，即可求出电场强度。在这里需要注意两点：（1）这里q代表qkQq=亍二k-。根据电量，如果带正电则值为正，此时 E 的方向与 F 相同；如果带负电则值为负，此时 E 的方 向与F相反。（2）由于E有方向，是矢量，因此我们可以使用矢量的运算法则（正交分解 法、平行四边形法则、矢量三角形法则等）求几个不同的电场在某一点所产生的合场强。根据这一定义，点电荷 Q 在周围某点所产生的场强为 这
3、一定义以及匀强电场中电场力做功与电势能的关系有 W = Fd = qEd = qU，因此匀强电场的场强为E=从定义引出来的方法是最基本的方法，下面我们来看一看具体该怎么用。经典体验（1）如图所示，带正电小球质量为m=1X10-2g，带电量为q=1.6X10-6C。置 于光滑绝缘水平面上的 A 点，当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得速度v =1.5m/s ,B此时小球的位移为s=0.15m，求此匀强电场 的场强 E 的取值范围（ g=10m/s2）。体验思路：要求E的取值范围，我们已知电量q,根据上面的定义，即是要求电场力的取值范围
4、。同时由电场强度的定义可知，电场力方向与电场强度方向相同。 在水平方向,电场力的水平分量使得小球加速,获得动能；在竖直方向电场 力的竖直分量必须要小于重力。体验过程：设电场力大小为F,电场方向与水平面夹角为9,因此有：1 mv 2水平方向由动能定理有：Feos0s二 mv 2 -0，即F =厂；2 B2eos 0 smg 竖直方向分力小于重力有：Fsin 0 mg，即F sin0mg mv 244由上面有盘0- 2scOs0，代入数据有tg0 3，即0sm0 5，3mv 25mg cos0 1，故有 F 52s4再由 F=qE 有,mv e 匹,2qs 4q解之有 7.5x 104V/m E
5、B相距为L,其连线中点为0,试分 析A、B连线以及A、B连线的中垂线上的场强分布和特点。实践题答案实践1指点迷津 以A为研究对象，B对A的库仑力和外电场对A的电场力平衡，由此可以求 出E方向与A受到的B的库仑力方向相反，方向向左。根据A受力平衡求 外出外电场，然后利用电场的矢量叠加即可求出A、B连线中点场强。实践略解 E广7.56 X 105N/C,方向向左。总实践2实践迷津 两块带电金属板构成平行板电容器，其间形成匀强电场。点电荷所受作用力等于电量乘以电场强度，而电场强度则可以由公式E =寸求得。其中U可由电容器电量Q除以电容C =8 S4兀kd求得。实践略解金属板对点电荷的作用力为5.65
6、X10-3No实践3指点迷津 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。场强是由电场本身决定的，与电场中所 放置的电荷无关，因此知道场强后，由F=qE 即可算出电荷受到的力。实践略解(1)见右图(2) E =5X103N/C E =3X103N/CaB(3) E =5X10-2N E =3X10-2NAB实践4 实践迷津 使用点电荷周围场强计算公式和场强的矢量运算法则，参照经典体验(2)可以解决问题。实践略解(1)A、E连线上场强分布E = E + EN AN BNkQL(L - 2x)x(L x)2x=L/2即为OE = E + EP AP BP2kQx(*)2 + X23/2点时En=0最小。(2) A、B连线的中垂线上场强分布2kQ.Lsin 0()2 + X222= L时ep有最大值EP(max)16、；3kQ9L2在O点和无穷远处E都为
计算电场强度的基本方法
