范文一:(1)极板间的电场强度E;
1(竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,2.两个半径均为
中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径POQ在竖直线上,在管极板间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。 一个α口P处以2m,s的速度水平射入一个带电小球,可把它视为质粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射人两极板-42点,其电荷量为lOC(g=lOm,s),试求:
之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e,(1)小球滑到Q处的速度为多大?
质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求 (2)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球
(1)极板间的电场强度E; 的质量为多少?
(2)α粒子在极板间运动的加速度a;(3)α粒子的初
速度v。 0
-43. 如图4,质量为1g的小环带4×10C的正电,套在长直4汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实的绝缘杆上,两者间的动摩擦因数μ,0.2。将杆放入都是水平验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,杆所在平面与磁场垂重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的直,杆与电场的夹角为37?。若E,10N,C,B,0.5T,小环小孔沿中心轴OO的方向进入到两块水平正对放置的平行极1
从静止起动。求:(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;板P和P'间的区域(当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。 光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,
亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽
略不计(此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸
面向里的匀强磁场(调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为
B时,亮点重新回到O点(已知极板水平方向的长度为L,1
极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L(如图所示)( 2
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。(2)推导出电子的比
荷的表达式
1(解:(1)小球从P滑到Q处的过程中,据机械能守恒定律有:
1122mg×2R=mv,mv代人数据得v=6m,s 02解析(1)极间场强E=(2)α粒子电荷为2e,QP 22
(2)对Q处的小球受力分析如图所示,据牛顿第二定律有:
1122mv,mvqvB—mg=代人数据得 v,6m/s质量为4m,所受电场力F=2eE=QPQ 22
(2)对Q处的小球受力分析如图所示,据牛顿第二定律有:
2α粒子在极板间运动的加速度a= v-5qvB-mg=m代入数据得m=1.2×10kg. R
2(3)由d=at,得t==2d v==0
3. 【解析】 (1)小环从静止起动后,环受力如图5,随着速度进入后,竖直(2)当极板间仅有偏转电场 时,电子以速度v
的增大,垂直杆方向的洛仑兹力便增大,于是环上侧与杆间的eUa,方向作匀加速运动,加速度为 正压力减小,摩擦力减小,加速度增大。当环的速度为,时,mb正压力为零,摩擦力消失,此时环有最大加速度a。 m
电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为 在平行于杆的方向上有:mgsin37?,qE cos37?,ma m2 解得:a,2.8m,SmL1 在垂直于杆的方向上有: 电子在电场中,竖直向上偏转的距离为 t,1v BqV,mgcos37?,qEsin37?
解得:V,52m/S 2eLU121(2)在上述状态之后,环的速度继续增大导致洛仑兹力继续d,at, 离开电场时竖直向上的分速度为 11222mvb增大,致使小环下侧与杆之
间出现挤压力N,如图6。于是摩擦力f又产生,杆的加速度eLU1a减小。V?BqV?N?f ?a?,以上过程的结果,avat 电子离开电场后做匀速直线运动,经t,,211mvb减小到零,此时环有最大速度V。 m
在平行杆方向有: L2 mgsin37?,Eqcos37?,f 时间到达荧光屏 t t时间内向上运动的距离为 ,22v 在垂直杆方向有
BqV,mgcos37?,qEsin37?,N meULL12又f,μN dvt电子向上的总偏转距离为 ,,,222mvb 解之:V,122m/S m
此时:a,0 LeU1 ()d,d,d,LL,121222mvb4解(1)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O点,设电子的速度为v,则 eUdEU 可解得 ,2v,v,evB,eE 得 即 mBbL(L,L/2)121BBb
范文二:B电荷间的相互作用 电场强度
B 电荷间的相互作用 电场强度
执教人:上海市七宝中学 王雪岚
执教班级:高二(6)班
【知识目标】
1、知道电荷间的相互作用是通过电场发生的; 2、理解电场强度的定义;
3、求出点电荷产生电场的电场强度。 【能力目标】
1、能运用已学过的知识来帮助理解,理解电荷作用靠电场传递; 2、通过对实验结果的观察、分析,得出对有关现象的本质认识。 【情感、态度、价值观目标】
1、 体验用科学探究的方法研究物理问题, 认识到科学探究的意义; 2、 增强科学探究的意识。
【教学重点】 理解电场和电场强度的概念 【教学难点】 应用电场强度的概念 【教学过程】
一、引入
(播放视频)
棒与棒之间的作用力可以凭空产生吗?
结论:两带电体之间的相互作用是通过电场发生的。
【问】同学们,你是否发现自己身边周围有场的存在呢?请举例说明。
(手机信号,电台节目,卫星与地球之间互传数据信息等都利用到了电磁场,磁场也是客观存在的一种特殊物质)
总结:实物和场是自然界中物质存在的两种基本形式。
二、电场
电场看不见摸不着,但电场是实际存在的。 1、电场是物质存在的一种特殊形式
2、电荷周围存在电场
3、电场最基本的性质是对放入其中的电荷有电场力的作用。 那么,电场的性质如何来描述呢?
三、电场强度
1、辨析:
场源电荷:产生电场的电荷
试探电荷(检验电荷):体积充分小,电量足够小的作为探测工具的电荷。(保证放入试探电荷后不会影响原电场)
2、 猜想:(对同一试探电荷)
①电场力的大小与离场源电荷的距离有关。 ②电场力的大小受场源电荷所带电量的影响。
同一试探电荷在电场中不同点处受到
3、 定量研究: 根据库仑定律,
电场力大小和方向不同。 F A =k
Qq r A
2
'
A
F =k
Q q ′r A
2
F A q
Qq r A q
2
=k =k
Q r A
2
′F A Qq ' Q =k 2=k 2q ' r A q ' r A
4、电场强度:
(1)定义:放入电场中某点的电荷所受电场力F 和它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强E 。
(2)定义式:E=F/q (比值定义法)
E 与电场力大小和试探电荷电荷量大小或带正负电荷均无关。 E 与是否有电场力、是否存在试探电荷也都无关。 (3)单位:牛/库(N/C)
(4)电场强度是矢量,具有方向性: 跟正电荷在该点的电场力方向相同; 跟负电荷在该点的电场力方向相反。
四、点电荷电场的场强
真空中点电荷周围的电场 1、 表达式:E=
kQ r
2
(决定式)
2、 适用条件:求真空中点电荷引起的电场场强
画图,该A 处,正试探电荷q 受力背离连线向外,(再举例-q 的试探电荷)总结得出: 3、方向:正点电荷在各点处电场强度方向都是“万箭齐发”。 负点电荷在各点处电场强度方向都是“万箭穿心”。 4、【问】比较E=F/q和E= kQ/r2区别?
分析:E=F/q是电场强度的定义式,适用于任何电场;
E= kQ/r2是决定式,只适用于真空中的点电荷电场。
小结:
1、电场的概念、性质 2、电场强度 (1)定义: (2)单位:
(3)电场强度的方向:
3、真空中点电荷的电场强度: (1)大小: (2)方向:
五、例题分析:
1、在电场中有一点P ,下列说法正确的是( ) (A)若放在P 点的试探电荷电量减半,则P 点的场强减半 (B)若P 点没有试探电荷,则P 点的场强为零
(C)P点的场强越大,则同一电荷在P 点受到的电场力越大
(D)P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 答案:C
2、真空中两个正点电荷A 、B 所带电量皆为+Q,且相距为r, 则距离A 为r/3处的P 点的电场强度为多少?
范文三:电场强度的计算
6.2.5 电场强度的计算
在本知识点中,我们将给大家介绍使用迭加原理计算场强的方法。重点是微积分的使用。使用微积分计算场强的步骤大致有:
1、建立坐标系:目的是便于表示场强的方向和选择积分的变量;
2、选取元电荷:即对连续带电体进行微分;
3、写出元电荷在考察点的场强大小;
4、分析元电荷在考察点场强的方向:目的是为写分量做准备;
5、写出元电荷在考察点场强的各个分量:目的是为对各个分量积分做准备;
6、分别对各个分量积分,并在积分过程中选择恰当的积分变量和统一变量。
【例1】求电偶极子中垂线上任意一点的电场强度。
电偶极子的电场
【解】如上图所示。设电偶极子的电量分别为+q和-q,用l表示从负电荷指向正电荷的矢量。设中垂线上任意一点P相对于+q和-q的位置矢量分别为r+和r-,而r+=r-。+q和-q在P点处产生的场强分别为
以r表示电偶极子中心到P点距离,则
。在距离电偶极子甚远时,即r>>l时,取一级近似
有
而P点的总场强为
式中p=ql是电偶极子的电矩,这样上述结果又可以写成
此结果表明,电偶极子在其中垂线上距电偶极子中心较远处各点的电场强度与电偶极子的电矩成正比,与该点离电偶极子中心的距离的三次方成反比,方向与电矩的方向相反。
【例2】试求一均匀带电直线外任意一点处的场强。设直线长为L(见下图),电荷线密度(即单位长度上的电荷)为(
设)。
设直线外场点P到直线的垂直距离为
的连线与垂线的夹角分别
为
和。
,P点与带电直线的上下端点
带电直线外一点的电场
【解】均匀带电直线可以理解为实际问题中一根带电直棒的抽象模型,如果我们仅限于考虑离棒的距离比棒的截面尺寸大得多的地方的电场,则该带电直棒就可以看作一条带电直线。P点处的场强可以通过微积分来求解。
在带电直线上任取一长
为的元电荷,其电
量
,
和。以P点到。元电荷dq。因而 带电直线的垂足O为原点,取如图所示坐标
轴
在P点的场强dE沿两个轴方向的分量分别
为
,从而(此式在几何上表示
,当很小时
,
由
于
对P点张开的角
度
与的关系),并
且,所以
到,所以 由于对整个带电直线来说,q的变化范围是
从
同理可得
P点总场强的大小可以由下式得到
有几种特殊情况,讨论如下:
(1)中垂线上的点 在中垂线
上,则
有
,
将代入,可得
此电场的方向垂直于带电直线而指向远离直线的一方。
(2)无限长直线外任意一点处的场强 真实的生活中没有无限
长,无限长只是一个相对的概念,在本题中无限长的准确描述是
,故有
时,中垂线上的电场此外,在远离带电直线的区域,即
当
强度
其
中为带电直线所带的总电量。此结果显示,离带电直线很远处该带电直线的电场相当于一个点电荷q的电场。
【例3】求均匀带电圆环轴线上的场强。如下图所示,一均匀带电细圆环,半径为R,所带总电量为q(设q>0),圆环轴线上场点P到圆心的距离为x。
【解】 根据微积分的思想,我们把圆环微分成为许多小段,任一小段dl上的带电量为dq。设此元电荷dq在P点的场强为dE, dE沿平行和垂直于轴线的两个方向的分量分别
为
荷分布对于轴线对称,所以圆环上全部电荷
的
零,因而P点的场强沿轴线方向,且 和。由于圆环电分量的矢量和为
均匀带电细圆环轴上的电场
式中积分为对环上全部电荷q积分。设P点与dq的距离为r,由于
与x轴的夹角,所以 其中q
为
此式中的积分值即为整个环上的电荷q,所以
,
而。可将上式改写为 考虑
到
E的方向为沿着轴线指向远方。
当时
,,则E的大小为
此结果说明,远离环心处的电场也相当于一个点电荷q所产生的
电场。
当时
,,则E的大小为
即在靠近圆心的轴线上场强大小与x成正比。
【例4】试求均匀带点电圆盘轴线上的场强。设带电圆盘半径为
R(如下图),电荷面密度(即单位面积上的电荷)为
求圆面轴线上距离圆心x处场点P的场强。
(设),
均匀带电圆面轴线上的电场
【解】一带电平板,如果其面积的线度及考察点到平板的距离都
远远大于它的厚度,该带电板就可以看作一个带电平面。带电圆盘可看成由许多同心的带电细圆环组成。取一个半径为r,宽度为dr的细圆环(即将圆盘微分成许多圆环),由于此环的面积
为,
带有电
荷
大小为 ,所以由上一例题可知,此圆环电荷在P点的场强
方向沿着轴线指向远方。由于组成圆面的各圆环的电场dE的方向都相同,所以P点的总场强为各个圆环在P点场强的大小的积分,即
其方向也垂直于圆面指向远方。
当时,
此时相对于x,可将该带电圆盘看作“无限大”带电平面。因此,可以说,在一无限大均匀带电平面外的电场是一个均匀场,其大小由上式给出。
当时,
于是
为圆面所带的总电量。这一结果也说明,在远离带电式
中
圆面处的电场也相当于一个点电荷的电场。
电场强度迭加原理
范文四:电场强度的求解
电场强度的求解
一、点电荷电场强度的叠加及大小的计算
1.(2015山东)直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、
H 两点坐标如图,M 、N 两点各固定一负点电荷,一电量为Q 的
正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零。静电力常量
用k 表示。若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方
向分别为
3kQ 3kQ A . ,沿y 轴正向 B. ,沿y 轴负向 4a 24a 2
5kQ 5kQ C. ,沿y 轴正向 D. ,沿y 轴负向 4a 24a 2
二、非点电荷电场强度的叠加及大小的计算
1、对称法
2、(2013·新课标Ⅰ卷)15. 如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷. 已知b 点处的场
强为零,则d 点处场强的大小为(k为静电力常量) A.k B. k C. k D. k
2、等效法
3、(2013·安徽卷)如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z>0的空间为真空。将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h处,则在
xOy 平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由
点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡
时导体内部场强处处为零,则在z 轴上z =
(k 为静电力常量) A. k
1
h 处的场强大小为24q 4q 32q 40q B. C. D. k k k h 29h 29h 29h 2
3、补偿法
4、如图1所示,半径为均匀带电圆形平板,单位面积带电量为,其轴线上任意一点(坐标为)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:
=2,方向沿轴。现考虑单位面积带电量为的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为的圆板,如图2所示。则圆孔轴线上任意一点(坐标为)的电场强度为
A. 2πκσ0x r 2+x 2 B. 2πκσ0r r 2+x 2
C. 2πκσ0
4、微元法 x r
D. 2
πκσ0 r x 5、如图所示,一半径为R 的绝缘环上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,在直于圆环平面的对称轴上有一点P ,它与环心O 的距离OP=L,试求P 点的场强.
5、利用静电平衡导体中场强特性求电场强度
6、金属球壳A 放在点电荷Q 周围,将发生静电感应现象,求感应电荷在球心处的场强
2
范文五:电场强度的测量
电场强度的测量
组员:
欧善锁200811404138 柳根江200811404135 彭良200811404136 马鹏祥200811404103
电场强度的测量
方法一、应变测量法 一、基本概念
1、电场:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,场强的方向
与正检验电荷的受力方向相同。
2、电势:单位正电荷由电场中某点A移到参考点O(即零势能点,一般取无限远处或
者大地为零势能点)时电场力做的功与其所带电量的比值。
二、原理图:
原理图如上所示:其中A是薄金属板,B、D是放大器,C是电容,E是电感,F是应变片(相对的必须是同时是拉或是压的应变片)。 原理:金属板A之间本来就存在一个电场,当受到一个外部电场的作用原来的电场就会改变,通过放大器的作用,在通过应变片,由模数转化器和微处理器的一系列处理就可以送到LED显示器显示。
E?
U
?E'、U是电压,D是金属片A之间的距离。其中电容C和电D
感E的L都是已知,E也是常数。
方法二、球形法测量
电场强度测量仪由球形传感器,光导纤维数据传输线及接收机三部分组成.
球形传感器
传感器内部测量电路图
接收电路图
在接收螭光信号首先由光电二极管(PIN)转变为光电流,经FET互阻抗宽带低噪声放 大电路不失真放大.放大后的信号一方面进行同步信号的分离,同时进入采样保持和开关电
路还电出六个电压信号,它们分 4经射极跟随电路后通过减法器台成为三个方向的测量电 压Vx=Ux-U-x、Vy=Uy-U-y、Vz=Uz-U-z。由三个模拟螭口输出.同时把这三个电压信
号作为8098单片机的A/D的输人,单片机对输入的基波电压进行采样计算,由液晶显示出 Ex 、Ey 、Ez和E?
22(Ex?Ey?Ez2)
转载请注明出处范文大全网 » 1极板间的电场强度E;
0的空间,z>