确定电场强度(电场)方向的几种方法

确定电场强度(电场)方向的几种方法

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浙江教学研究

20年第 2 02期

确定电场强度 (电场 )方向的几种方法 绍兴县教师进修学校董伟军

带电粒子在电场中运动一直是教学舶一个重点,也是一个难点,学生对解决这类问题感到困难的原因,除了这类题本身对能力的要求较高外,有几个关键同题需要处理,还如电场强度方向的判断 .如何突破这个关键问题,法很多 .方 本文通过几个案例谈谈判断电场强度方向的方法: 一

(电场 )方向.图中队是+Q通过 A点的一条电场线, A是 c 一

O通过 A的一条电场线,在点电荷的电场中电场线方向 (

是电场方向 )以 A点的台场强方向沿 A所 N方向,那幺 q小 球的加速度方向也沿 A . _ N

三,利用等势面 c判电场方向线】 在静电场中电场方向一定与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面. 例 3如图 4新示, B c为真, A,,空中匀强电场中的三点,它们的电 ,

,

根据带电粒子所受电场力方向来确定电场方向 0

电场方向是正点电荷所受电场力方向(负点电荷所受电场力反方向)因此根,

据带电粒子所受电场力方向就可以确定电场方向. 例 1匀强电场中质量为 n, . l带电量为 q的小球, O点由静止开始释放后,从 小球沿着与竖直方向成 0的直线 O角 A斜线向下运动,图 1示,如所满足上述要求的匀强电场的场强最小值应是多少?它的方向如何? 分析与解:电小球在重力 G:n 带 a g和电场力 F:日用力沿直线 O E作 A运 动,由于 G和 F均为恒力,它们的台力也是一个恒力,台力的方向一定沿且 O A斜线向下.如图 2所示, C方向是 A 0

/B F

势分别为 U:80 U=20 U^ 0V, n 0V, c =4O, C V试画出过 A B c三点的电,,场线方向?

圈 l

分析与解:匀强电场中,在同 一

直线上任意两点间的电势差与 囤4

两点间距离成正比, B两点问电 A, 势差为 60,此可将 A 0V因 B三等

分,分点分别为 D F如图 4所示,,,则:60 U= C V而 0V, 4O, U= 0 V连接 c, c是一等势线; c 40, F则 F根据电场线垂直于等势面(,线)分别过 A B C三点作 c,, F的垂线,三垂线即为过 A B C三点的电场线,方向如图 4所示指向右方 .,,其 四,由静电平衡导体的特点判电塌方向

重力 C和电场力 F的台力方向, -当电场力 F垂直 A C时,即图中 A B方向且斜向上,电场力最小,即电场强度最小,因此电场方向沿 A B斜线向上 . 二,由电场线方向确定电场方向电场线上某点切线方向就是电场方向所以知道电场线 方向就可知道电场方向. 圈 2

当导体处于静电平衡时,导体内部场强处处为零,即在导体内部某点的外电场与感应电荷产生的电场大小相等,方 向相反

铡 5如图 5,所示,属球 O的半金 径为 R,球外点电荷的电量为+O, 由

于金属球产生静电感应,在金属球表 D

例 2把质量为功,电量为+q的,带小球放在等量异号电荷中垂直线上某点,由静止开始释放,初始时小球的求加速度方向?(重力不计 ) 分析与解:建立如图 3小球在 A点,时的加速度方向,就是求 A点的电场力图3

面产生了感应电荷,幺此感应电荷那在球内 A点产生的场强方向如何? 分析与解:由于金属导体在静电场中处于静电平衡状态,导体内部场强处处为零;图 5所示,应电荷如感在球内 A点产生的场强方向与霞有金属球时电荷+Q在 A B

图5