电场强度两公式
电场强度有以下两个公式:
(1)E=F/Q;(2)E=kQ/r2。
应用以上公式计算电场强度时,一定要明确各公式的适用范围和应用条件。
(1)式是电场强度的定义式,它适用于任何静电场,且E与F、Q无关,只取决于电场的本身;(2)式是点电荷的场强公式,它只适用于真空中点电荷Q形成的电场。
在已知电场强度的前提下还可以运用公式(1)求电场力,此时公式(1)变形为F=EQ。
用表格表示为:
E= | E=k | |
公式意义 | 电场强度定义式 | 真空中点电荷电场强度的决定式 |
适用条件 | 一切电场 | ①真空;②点电荷 |
决定因素 | 由电场本身决定,与q无关 | 由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定 |
相同点 | 矢量,遵守平行四边形定则 单位:1 N/C=1 V/m | |
例1 关于电场强度的两个公式:(1)E=F/Q;(2)E=kQ/r2;下列说法中正确的是( )
A. 公式(1)和(2)只能在真空中适用
B. 公式(2)只能在真空中适用,(1)在真空中和介质中都适用
C. 公式(1)和(2)在任何介质中都适用
D. 公式(1)只在真空中适用,公式(2)在任何介质中都适用,公式(1)适用于任何静电场,(2)只适用于点电荷的电场。
解析 (1)式是定义式,它适用于任何静电场,任何介质中;(2)式只适用于真空中的点电荷的场强计算;综上所述,只有B选项正确。
例2 如图1所示,正点电荷Q放在坐标原点,则当另一负点电荷-2Q放在何处时,才能使P点(1,0)的场强为零( )
A.位于轴x上,x>1 B.位于x轴上,x<0
C.位于轴x上,0<x<1 D.位于y轴上,y<0
解析 正点电荷Q在P点产生的场强大小为,方向沿x 轴正方向;当负电荷产生的场强与正电荷产生的场强大小相同,且方向相反时,它们的合场强才能为零。据此可肯定负电荷在x轴上,且它在P点产生的场强方向沿x轴负方向,由此可知负电荷在P点的左侧;如负电荷产生的场强大小为,由可推出,所以负电荷位于x轴上,且x<0,即选项B正确。
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