電荷與電場(chǎng)的相互作用

電荷與電場(chǎng)的相互作用電荷是物質(zhì)的基本屬性之一，分為正電荷和負(fù)電荷。電荷之間的相互作用遵循庫(kù)侖定律，即同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。這種相互作用是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電場(chǎng)是描述電荷在空間中產(chǎn)生的相互作用效應(yīng)的物理量。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場(chǎng)力方向相同，與負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向相反。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是牛頓每庫(kù)侖（N/C）。電場(chǎng)的疊加原理是指兩個(gè)或多個(gè)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在空間中的某一點(diǎn)可以疊加。如果電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是同方向的，則疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的代數(shù)和；如果電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是反方向的，則疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的代數(shù)差。點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，它指的是電荷的形狀、大小和分布對(duì)電場(chǎng)的影響可以忽略不計(jì)。點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)可以通過(guò)公式計(jì)算，即電場(chǎng)強(qiáng)度等于庫(kù)侖定律中的力除以電荷的大小。電場(chǎng)線是用來(lái)表示電場(chǎng)分布的線條，它的方向是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，密度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。電場(chǎng)線的起點(diǎn)是正電荷，終點(diǎn)是負(fù)電荷。電場(chǎng)線不相交，也不相交。電場(chǎng)與電勢(shì)是密切相關(guān)的概念。電勢(shì)是描述電荷在電場(chǎng)中的勢(shì)能狀態(tài)的物理量。電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電勢(shì)降低的方向相同。靜電力是指電荷在電場(chǎng)中受到的力。靜電力的大小可以通過(guò)庫(kù)侖定律計(jì)算，即靜電力等于電荷的大小乘以電場(chǎng)強(qiáng)度。電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷的能力的物理量。電容的大小與電容器的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)。電容器的充電和放電過(guò)程涉及到電荷的積累和釋放。電勢(shì)差是指兩個(gè)點(diǎn)在電場(chǎng)中的勢(shì)能差。電勢(shì)差可以通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度和兩點(diǎn)間的距離來(lái)計(jì)算。電場(chǎng)與電荷的相互作用在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，如電磁感應(yīng)、電容器、電動(dòng)機(jī)等。理解電荷與電場(chǎng)的相互作用是電磁學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁學(xué)其他知識(shí)點(diǎn)具有重要意義。習(xí)題及方法：一個(gè)正點(diǎn)電荷Q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q位于x軸上距離原點(diǎn)2m的位置。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（3）在x軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式，可以計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度。再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。一個(gè)等量正電荷分別放在x軸上距離原點(diǎn)2m和3m的兩個(gè)點(diǎn)上。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大?。唬?）在x軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。由于電荷是等量的，所以可以看作是兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度，再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。一個(gè)正點(diǎn)電荷Q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q位于y軸上距離原點(diǎn)2m的位置。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大?。唬?）在y軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式，可以計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度。再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。一個(gè)等量正電荷分別放在x軸和y軸上距離原點(diǎn)2m和3m的兩個(gè)點(diǎn)上。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（3）在x軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。由于電荷是等量的，所以可以看作是兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度，再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。一個(gè)正點(diǎn)電荷Q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q位于z軸上距離原點(diǎn)2m的位置。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小；（3）在z軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式，可以計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度。再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。一個(gè)等量正電荷其他相關(guān)知識(shí)及習(xí)題：電荷守恒定律：電荷既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。在一個(gè)靜電平衡的閉合導(dǎo)體球內(nèi)部，求內(nèi)部電場(chǎng)的大小和方向。由于導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，所以內(nèi)部電場(chǎng)大小為0，方向?yàn)闊o(wú)。一個(gè)靜電荷球A，電荷量為Q，距離球心O點(diǎn)r1處放置一個(gè)電荷量為q1的點(diǎn)電荷，距離球心O點(diǎn)r2處放置一個(gè)電荷量為q2的點(diǎn)電荷。求球A產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1和q2所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式，可以計(jì)算出球A在點(diǎn)電荷q1和q2所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由正電荷所受電場(chǎng)力的方向確定。兩個(gè)等量異種電荷分別位于距離為d的兩點(diǎn)。求：（1）兩點(diǎn)間電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；（2）在兩點(diǎn)連線上距離其中一點(diǎn)為x的位置，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式，可以計(jì)算出兩點(diǎn)間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出在兩點(diǎn)連線上距離其中一點(diǎn)為x的位置電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由正電荷所受電場(chǎng)力的方向確定。電場(chǎng)線：電場(chǎng)線是用來(lái)表示電場(chǎng)分布的線條，它的方向是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，密度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。電場(chǎng)線的起點(diǎn)是正電荷，終點(diǎn)是負(fù)電荷。電場(chǎng)線不相交，也不相交。畫出正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線，電荷量為Q，距離電荷為r的位置，電場(chǎng)線分布情況。根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線分布規(guī)律，可以畫出正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線。電場(chǎng)線從電荷出發(fā)，向外發(fā)散，密度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。一個(gè)等量正電荷分別放在x軸上距離原點(diǎn)2m和3m的兩個(gè)點(diǎn)上。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大?。唬?）在x軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。由于電荷是等量的，所以可以看作是兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度，再根據(jù)電場(chǎng)力公式，可以求出試探電荷所受的電場(chǎng)力。兩個(gè)等量異種電荷分別放在x軸上距離原點(diǎn)2m和3m的兩個(gè)點(diǎn)上。求：（1）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（2）在原點(diǎn)放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為2nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大??；（3）在x軸上距離原點(diǎn)1m的位置放置一個(gè)試探電荷，其電荷量為1nC，求該試探電荷在原點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小。由于電荷是等量的，所以可以看作是兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加。根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可以求出疊加后的