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        求解電場強度八法

        2007-12-31 00:00:00閆俊仁
        物理教學探討 2007年20期

        電場強度是描述電場力的性質的物理量,關于電場強度的三個公式中,E=F/q是定義式,適用于任何電場;E=KQ/r2,僅適用于真空中點電荷Q激發(fā)的電場;E=U/d,僅適用于勻強電場,其中d是某兩點沿電場方向的距離。此外,還有電場的疊加原理E=E1+E2+…+En(矢量和)等。本文結合典型例題探析求解電場強度的八種方法。

        1 無論是勻強電場還是非勻強電場,如果已知或可以求出電場中某點電荷所受的電場力,則可用場強的定義式E=F/q求該點電場強度。

        例1 (全國高考物理試題)質量為m、電量為q的質點,在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點運動到B點,其速度方向改變的角度為θ(弧度),AB弧長為s,求AB弧中點的場強E。

        解析 依題意可知,質點在靜電力作用下以恒定速率做圓周運動,即做勻速圓周運動,所需的向心力由位于圓心處的點電荷施與的電場力提供。由牛頓第二定律可得

        F=F=mv2/r

        由幾何關系有r=s/θ, 所以F=mv2θ/s

        由此可得E=F/q=mv2θ/qs

        2 如果電場是由點電荷(組)激發(fā)的,則可由點電荷的場強公式E=kQ/r2或再結合電場的疊加原理求電場強度。

        例2 真空中兩個等量異種點電荷 ,電量大小均為Q,相距r。求:

        (1)連線中點M處場強的大小和方向。

        (2)與兩電荷相距均為r的P點的場強大小和方向。

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