靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面來(lái)形象描述,已知靜電力常量為k。
(1)真空中有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,其周圍電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布如圖1所示。等勢(shì)面S1、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為r1、r2,其電勢(shì)分別為φ1和φ2,利用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變量間的關(guān)系及電勢(shì)的定義,證明:φ1>φ2;
(2)類似于磁通量我們可以定義電場(chǎng)的電通量:對(duì)于放置于電場(chǎng)中的任意曲面,我們都可以將其劃分為無(wú)窮多足夠小的面元ΔS,每個(gè)面元即可視為平面,且穿過(guò)該面元的電場(chǎng)也可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著垂直于面元的分量E⊥與ΔS的乘積即為穿過(guò)ΔS的電通量,對(duì)整個(gè)曲面求和就得到了穿過(guò)該曲面的電通量,即Φ=∑E⊥?ΔS。對(duì)于電通量,我們也可以將其形象化地理解為穿過(guò)某一曲面的電場(chǎng)線的條數(shù),若同一簇電場(chǎng)線先后穿過(guò)了兩個(gè)不同的曲面,則穿過(guò)這兩個(gè)曲面的電通量相等。
①利用電通量的定義計(jì)算(1)問(wèn)中穿過(guò)等勢(shì)面S1的電通量大小Φ1;
②兩個(gè)不等量異種電荷所形成的電場(chǎng)并不完全對(duì)稱,如圖2所示曲線為從電荷量為+q1的正點(diǎn)電荷出發(fā)、終止于電荷量為-q2的負(fù)點(diǎn)電荷的一條電場(chǎng)線,該電場(chǎng)線在正點(diǎn)電荷附近的切線方向與兩電荷的連線夾角為α,在負(fù)點(diǎn)電荷附近的切線方向與兩電荷的連線夾角為β。利用電通量的性質(zhì)求α與β之間的關(guān)系,并據(jù)此判斷q1和q2的大小關(guān)系。(如圖3所示,已知半徑為r,高度為h的球冠面積公式為S=2πrh)
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:149引用:1難度:0.6
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1.如圖,一絕緣且粗糙程度相同的豎直細(xì)桿與兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q連線的中垂線重合,細(xì)桿和+Q、-Q均固定,A、O、B為細(xì)桿上的三點(diǎn),O為+Q、-Q連線的中點(diǎn),AO=BO.現(xiàn)有電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在桿上,從A點(diǎn)以初速度v0向B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0。則可知( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:377引用:3難度:0.2 -
2.如圖所示,四個(gè)等量異種的點(diǎn)電荷,放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個(gè)邊的中點(diǎn),O為正方形的中心,下列說(shuō)法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:152引用:2難度:0.5 -
3.如圖所示,真空中固定一正點(diǎn)電荷,圖中實(shí)線為點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的幾個(gè)等勢(shì)面,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,MN是軌跡上兩點(diǎn)。若帶電粒子只受到電場(chǎng)力作用??膳袛啵ā 。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:45引用:3難度:0.6
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