浙江省教學(xué)研究2002年第2期 確定電場(chǎng)強(qiáng)度(電場(chǎng))方向的幾種方法 紹興縣師范學(xué)校 董偉軍 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一直是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 學(xué)生們發(fā)現(xiàn)解決此類問題很困難。 原因在于,該類題除了本身能力要求較高外,還有幾個(gè)關(guān)鍵問題需要處理,比如電場(chǎng)強(qiáng)度方向的判斷等。 有很多方法可以克服這個(gè)關(guān)鍵問題。 本文通過幾種情況講一下判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的方法: 1、根據(jù)帶電粒子所施加的電場(chǎng)力的方向來確定電場(chǎng)的方向。 電場(chǎng)的方向是正點(diǎn)電荷所施加的電場(chǎng)力的方向(與負(fù)點(diǎn)電荷所施加的電場(chǎng)力的方向相反)。 因此,可以根據(jù)施加在帶電粒子上的電場(chǎng)力的方向來確定電場(chǎng)的方向。 例1、在均勻電場(chǎng)中,質(zhì)量為nl、電荷為q的球在O點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放電場(chǎng)方向,球沿著與垂直方向成0°角的直線OA向下運(yùn)動(dòng),如圖所示1.、滿足上述要求的均勻電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)該是多少? 它的方向是什么? 分析與解答:帶電球在重力G:n ag 和電場(chǎng)力F:日E 的作用下沿直線OA 運(yùn)動(dòng)。由于G 和F 都是常力,它們的力0 和圓l 也是常量力電場(chǎng)方向,且力的方向必須沿 OA 斜線向下。

如圖2所示,AC方向?yàn)橹亓-和電場(chǎng)力F的力方向。當(dāng)電場(chǎng)力F垂直于AC,即圖中AB方向且斜向上時(shí),電場(chǎng)力最小,即電場(chǎng)強(qiáng)度最小,所以電場(chǎng)方向沿對(duì)角線AB向上。 2、從電場(chǎng)線方向確定電場(chǎng)方向。 電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向就是電場(chǎng)的方向。 你可以知道電場(chǎng)的方向。 例 2. 將一個(gè)具有功質(zhì)量和 + q 電荷的小球放在垂直線上的等量不同符號(hào)的電荷之間。 從休息中釋放出來。 求小球的初始加速度方向? (不考慮重力)分析與解答:如圖3所示,小球在A點(diǎn)時(shí)的加速度方向是求A點(diǎn)0圓2處的電場(chǎng)力,因此我們知道了電場(chǎng)線D(電場(chǎng))。 圖中,A是經(jīng)過A點(diǎn)的+Q電場(chǎng)線,cA是經(jīng)過A點(diǎn)的-O電場(chǎng)線,(在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線的方向是電場(chǎng)方向),故A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿AN方向,則球q的加速度方向也沿A_N方向。 3. 利用等勢(shì)面的線 c 確定電場(chǎng)方向。 在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)的方向必須垂直于等電位面,并且從高等電位面指向低等電位面。 實(shí)施例3,如圖4所示,A、B、c為真空中均勻電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)。 它們的電勢(shì)為U^:800V,Un=200V,Uc=4COV。 嘗試畫出A和B。,c。 三點(diǎn)電場(chǎng)線的方向是什么? 分析與解答:在均勻電場(chǎng)中,同一直線上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差與兩點(diǎn)之間的距離成正比。 A、B兩點(diǎn)電位差為600V,故AB可分為三等分,分界點(diǎn)分別為D、F,如圖4所示,則Uc=400V,接cF,則cF為等勢(shì)線; 根據(jù)垂直于等電勢(shì)/BF 4:600V、U=4COV的電場(chǎng)線和電勢(shì)面(線),分別過A、B、C三點(diǎn)畫cF的垂線……
