- 电势差与电场强度的关系
- 共485题
如图所示,水平平行线代表电场线,但未指明方向,带电量为10-8C的正电微粒,在电场中只受电场力的作用,由A运动到B,动能损失2×10-4J,A点的电势为-2×103V,则微粒运动轨迹是虚线______ (填“1”或“2”),B点的电势为______V.
正确答案
根据动能定理得,qUAB=△Ek,得到UAB==-2×104V.
由UAB=φA-φB得,
B点的电势φB=φA-UAB=-2×103-(-2×104)V=1.8×104V.
电荷从A点运动到B点时动能减少,电场力做负功,又电场力指向轨迹的内侧,
则判断出来微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示.
故答案为:2,1.8×104
已知ΔABC处于匀强电场中,将一个带电量的点电荷从A移到B的过程中,电场力做功
;再将该点电荷从B移到C,电场力做功
。已知A点的电势φA=5V,则B、C两点的电势分别为____V和____V。试在下图中画出通过A点的电场线。
正确答案
-1;2;电场线如图所示。
先由W=qU求出AB、BC间的电压分别为6V和3V,再根据负电荷A→B电场力做负功,电势能增大,电势降低;B→C电场力做正功,电势能减小,电势升高,知 、
。沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的,因此AB中点D的电势与C点电势相同,CD为等势面,过A做CD的垂线必为电场线,方向从高电势指向低电势,所以斜向左下方,如图所示。
如图所示,光滑水平面上静止放置着质量M= 3.0kg的绝缘平板小车B.在平板车的左端放一个电荷量、质量m ="1.0kg" 的带电滑块A,A和B之间的动摩擦因数μ=0.80.在车的左边距车S = 0.20m处有一场强、方向水平向右的匀强电场区,电场区的水平宽度d =0.21m.现对小车B施加一个大小为10N、方向水平向左的恒力F使小车向左加速运动.已知滑块A离开电场区时,恰好脱离小车.设整个运动过程滑块A所带电荷量保持不变,小车不带电,重力加速度g =10m/s2.求:
(1)A进入电场区时,A和B的速度;
(2)A离开电场区时,A和B的速度;
(3)小车车板的长度L.
正确答案
(1)1m/s(方向水平向左)(2)1.2m/s(方向水平向左)(3)0.12m
(1)A和B之间的滑动摩擦力
=8.0N ①
设A进入电场区之前A、B保持相对静止,则对A、B整体,由牛顿定律得
②
A所受摩擦力为,由牛顿定律得
③
代入数据解得
2.5m/s2,
2.5N ④
,说明A所受摩擦力为静摩擦力,A、B保持相对静止。
A进入电场区时,A和B的速度相同,都为
=1m/s(方向水平向左) ⑤
(2)A进入电场区,所受电场力
10N(方向向右) ⑥
A所受合力方向向右,做减速运动,离开电场时速度为,由动能定理得
⑦
代入数据解得
0.4m/s(方向水平向左) ⑧
A进入电场区之后,由于,A和B组成的系统所受外力的矢量和为零,因此动量守恒
⑨
代入数据解得B的速度
1.2m/s(方向水平向左) ⑩
(3)A离开电场时恰好脱离小车,则在A进入电场区后B的位移为
⑾
对B,由动能定理得
⑿
代入数据解得小车车板的长度
0.12m ⒀
如图所示,一条长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m的带电小球。将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向是水平的,已知当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡,问:
(1)小球带何种电荷?求小球所带电量。
(2)如果细线的偏角由α增大到,然后将小球由静止开始释放,则
应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零。
正确答案
(1)正电荷,。
(2)。
(1)由受力平衡可得:,
,小球带正电荷。
(2)解法(一)由动能定理可知:,
,又因为
,则
所以
,得:
。
解法(二)利用等效场(重力和电场力所构成的复合场)当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置,即“最低”位置,小球的振动关于该平衡位置对称,可知。
如左下图所示,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,两点间电势差为5 V,MN连线与场强方向成60°角,则此电场的场强为_______.
正确答案
500 V/m
d=MNcos60°=0.02× m="0.01" m
E==
V/m="500" V/m.
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