【知识点详解】
1. **库仑定律**:题目中提到了两个点电荷之间的静电力,根据库仑定律,静电力F与两电荷的电量q1和q2的乘积成正比,与它们之间的距离r的平方成反比,即F=k*q1*q2/r^2,其中k为库仑常数。当电量和距离同时改变时,静电力也会相应变化。
2. **电场强度的定义和计算**:题中提到了场强E与力F和电量q的关系,场强E是力F与电量q的比值,E=F/q,这是电场强度的基本定义。同时,公式E=U/d适用于匀强电场,而E=kQ/r^2适用于点电荷产生的电场。
3. **电场力的合成**:问题中涉及了多个电荷间的相互作用,需要考虑力的合成,根据矢量法则,找到合力的方向。
4. **电场线的理解**:粒子沿电场线运动的情况,通常说明电场线与速度方向一致,电场线的分布反映了电势能的变化,粒子的v-t图可以分析粒子的运动状态。
5. **电势能与电场力做功**:负电荷从高电势向低电势运动,电场力做负功,电势能减少;反之,电场力做正功,电势能增加。在电场中运动粒子的动能变化与电场力做功有关。
6. **带电粒子在电场中的运动**:带电小球在电场中斜向下运动,说明电场力与重力的合力与速度方向有一定角度,根据几何关系可求解最小电场强度。
7. **等势面性质**:等势面间的电势差等于电场强度乘以两个等势面之间的距离。粒子沿等势面运动,电场力不做功,电势能不变。
8. **外力平衡电场力**:微粒在电场中速度不变,说明外力与电场力平衡,外力大小等于电场力,所做的功等于电场力所做的功。
9. **电容器的动态变化**:改变平行板电容器板间距,电容会改变,若维持电压不变,电荷量也会变化,影响电容器内部尘埃的平衡状态。
10. **电子在电场中的加速**:电子在电场中加速,当板间距增大,为了保持电子仍能从边缘飞出,需提高其入射速度,利用动能定理和电场力与速度的关系可求解新速度。
11. **电势能与动能的转换**:负电荷在电场中的运动路径表明电势能转化为动能,根据电势差和动能定理可以分析各点的动能和电势能。
12. **电容器电势与电场强度的变化**:当极板移动时,电容器的电势分布会发生变化,但这并不影响电场强度,除非极板间距改变。
13. **带电粒子在电场中的运动轨迹**:带正电粒子沿电场线从A到B,动能的变化取决于电场力做功,结合电场线的分布可推断动能变化。
这些知识点涵盖了电场强度、电势、电场力、电势能、电容器、库仑定律、电场线、电势差、电场力做功与动能变化等多个方面,是高中物理中关于电磁学的基础内容。通过这些问题的解答,学生可以加深对电学基本概念和规律的理解。