淺析如何計算電場強度

依據2011年普通高等學校全國統一考試大綱，電場強度、點電荷場強知識點屬于Ⅱ類要求。正確判定電場強度的大小及方向是學生應具備的能力。現對如何計算場強的大小及方向做如下分類。

一、運用定義式E=Fq計算場強

【例1】 水平固定的小圓盤A帶電量為Q，電勢為零，從盤心O處釋放一質量為m，帶電量為+q的小球，由于電場作用，小球豎直上升的高度可達盤中心豎直線上的C點，OC=h1，又知道過豎直線B點時小球速度最大，由此可確定Q形成的電場中（）。

A．B點的場強B．C點的場強

C．B點、C點的場強D.任一點都無法確定

解析：帶電小球從盤中O點釋放，受電場力和重力作用，合力豎直向上；C點速度vc=0，ac≠0，無法確定C點的場強；帶電小球先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動；B點速度最大，即加速度aB=0，FB電=mg，則EB＝FB電q=mgq，方向豎直向上，故選項A正確。

二、運用電場中電場線和等勢面的分布，定性比較場中不同點場強的大小和方向

圖2

【例2】 如圖2所示某電場中電場線和等勢面的分布特點，定性比較各點場強大小及方向。以下說法正確的是（)。

A.c點場強大于b點場強

B.a電勢高于b點電勢

C.若將一試探電荷+q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點

D.若在d點再固定一點電荷-Q，將一試探電荷+q由a移至b的過程中，電勢能減小

解析：依據電場線的疏密則可知Ec＜Eb，A項錯誤；沿電場線方向電勢降低，φa＞φb，則B項正確；從a到b的電場線是曲線，試探電荷受力方向不斷變化，電荷不可能沿電場線從a運動到b點，C項錯誤；試探電荷+q從a移至b的過程中，電場力做正功，電勢能減小，D項正確。

三、運用場強和電勢差關系式計算場強（只適用勻強電場）

【例3】 質量為m，電量為e的電子以速度v0垂直射入勻強電場，當它飛離電場時速度方向改變了30°，側向位移為d，則該電場的場強為（）。

A.mv206ed，水平向左

B.mv20ed，水平向右

C．3mv202ed，水平向右

D.3mv20ed，水平向左

解析：電子受到的電場力水平向右，則場強方向為水平向左。設電子飛離電場速度為v，與v0夾角為30°，則v=v0cos30°=233v0；又知電子側向位移為d，則電場強度E=UNMd。

四、運用真空中點電荷電場強度決定式E=kQr2及場強疊加原理計算場強

【例4】 如圖4所示，有一帶電量為-q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，-q到帶電薄板的垂線通過板的圓心。若圖中a點處的電場強度為零，則圖中b點處的電場強度大小是（）。

A.0B.kqd2

C.kq9d2+kqd2

D.kq9d2-kqd2

解析：由a點處的電場強度為零可知點電荷-q與均勻帶電圓形薄板在該點產生的電場強度等大反向，大小均為kqd2，圓形薄板在a、b兩點的電場強度等大反向，所以圖中b點處的電場強度等于點電荷與圓形薄板在該點產生電場的電場強度之和，即kq9d2+kqd2，

(責任編輯 黃春香）

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