9.电场线不是电荷运动的轨迹.
[例2]在匀强电场中,将质量为m,带电量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则电场强度的大小为( B )
A.有唯一值mgtanθ/q ; B.最小值是mgsinθ/q;
C·最大值mgtanθ/q; D·mg/q
提示:如附图所示,利用三角形法则,很容易判断出AB跟速度方向垂直.
规律方法 1、库仑定律的理解和应用
[例3]如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
[解析] a对c为斥力,方向沿ac连线背离a;b对c为引力,方向沿bc连线指向b.由此可知,二力的合力可能为F1或F2.又已知b的电量比a的大,由此又排除掉F1,只有F2是可能的.[答案] B
[例4]两端开口,横截面积为S,水平放置的细玻璃管中,有两个小水银滴,封住一段长为L0的空气柱,当给小水银滴带上等量的异种电荷时,空气柱的长度为L,设当时大气压强为P0,小水银滴在移动过程中温度不变,小水银滴大小可忽略不计,试求:
①稳定后,它们之间的相互作用力。②小水银滴所带电量的大小?
解析:小水银滴所受的库仑力为内外气体压力之差。设外界大气压强为P0,小水银滴带上等量异种电荷时,被封闭气体的压强为P,则由玻意耳定律得:P0L0S=PLS即P/ P0= L0/L
ΔP/ P0=(L0-L)/L,又ΔP=P-P 0=F电/S,即F电= P0S(L0-L)/L
再由库仑定律得:F电=KQ2/L2 可得Q=·L=
[例5] 已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球,两两间的距离都是l,A、B电荷量都是+q。给C一个外力F,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求:C球的带电电性和电荷量;外力F的大小。
解:先分析A、B两球的加速度:它们相互间的库仑力为斥力,因此C对它们只能是引力,且两个库仑力的合力应沿垂直与AB连线的方向。这样就把B受的库仑力和合力的平行四边形确定了。于是可得QC= -2q,F=3FB=3FAB=。
[例6].如图所示,质量均为m的三个带电小球A,B,C,放在光滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为L(L比球半径r大许多),B球带电量为QB =-3q.A球带电量为QA=+6q,若对C球加一个水平向右的恒力F,要使A,B,C三球始终保持L的间距运动,求:
(1)F的大小为多少?
(2)C球所带的电量为多少?带何种电荷?:
解析:由于A,B,C三球始终保特L的间距,说明它们具有相同的加速度,设为a,则
对A、B、C球受力分析可知,C球带正电,对A球:FAB-FAC=ma,即
对B球:-FAB+FBC=ma,即,联立以上各式得QC=8q.
[例7]中子内有一电荷量为上夸克和两个电荷量为下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上,如图所示,下面给出的四幅图中能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )
解析:上夸克与下夸克为异种电荷,相互作用力为引力,(l为任意两个夸克间的距离),由力的合成可知上夸克所受的合力F1向下,下夸克为同种电荷,所受的作用力为斥力,,∴F/=2F//,由力的合成知下夸克受力F2向上,B正确.
8.电场线永不相交也不闭合,
7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.
6.顺着电场线方向,电势越来越低.
5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.
4.匀强电场的电场线平行且距离相等.
3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.
2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.
1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,
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