- 电场强度的叠加
- 共358题
如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10-8C和-2.4×10-8C,彼此相距60cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为5cm的金属球壳,则球壳上感应电荷在该O处产生的电场强度大小为______ N/C,方向______.
正确答案
5.4×103
水平向左
解析
解:两个点电荷在O处产生的场强为:
E=+
=(
+
)N/C=5.4×103N/C,方向水平向右.
根据静电平衡状态的特点可知,球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度与两个点电荷在O处产生的电场强度大小相等,方向相反,所以球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小为:
E′=E=5.4×103N/C,方向水平向左.
故答案为:5.4×103,水平向左.
如图所示,两个正的点电荷Q1、Q2相距9cm,Q1=2.0×10-8C,Q2=4.0×10-8C,在两个点电荷连线上有a、b两点,分别距Q1、Q2为3cm,由此可知a点场强的大小为______,方向为______;b点场强的大小为______.
正确答案
2.25×105N/C
水平向左
4.125×105N/C
解析
解:由点电荷的场强公式知,代入数据可得a点场强大小为2.25×105N/C,方向水平向左;同理可得b点场强的大小为4.125×105N/C.
答案为:2.25×105N/C,水平向左,4.125×105N/C
如图所示,真空中有两个带正电的点电荷,带电荷量分别为4Q和Q,a、O、b三点将两点电荷的连线四等分,中垂线上的M、N两点关于O点对称.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、设两个点电荷间距离为L,电荷连线上距4Q为x的c处场强为0,由k=k
,得x=
L,即c点在O、b间,则a、b两点的连线上自左向右电场强度先减小后增加,故A错误;
B、由于ac段的长度大于bc段的长度,左侧点电荷的电荷量大于右侧,故a点的电势比b点的电势高,故B正确;
C、在a、b连线上c点的左侧电场方向向右,c点的右侧电场方向向左,将一负电荷沿直线从a移到b点的过程中,电场力先做负功后做正功,故电荷的电势能先增加后减少,故C正确;
D、正电荷在MO间运动时,受到的电场力方向斜向右上方,在ON间运动时,受到的电场力方向斜向右下方,电场力对正电荷先做负功,后做正功,故该电荷的电势能先增加后减少,故D正确.
故选:BCD.
如图所示,等量异种点电荷,固定在水平线上的M、N两点上,电荷量均为Q,有一质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷)的小球,固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动,O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处,现在把杆拉起到水平位置,由静止释放,小球经过最低点B时速度为v,取O处电势为零,忽略q对+Q、-Q形成电场的影响.求:
(1)小球经过B点时对杆的拉力大小.
(2)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势φA.
(3)小球继续向左摆动,经过与A等高度的C点时的速度.
正确答案
解:(1)小球经B点时,在竖直方向有
T-mg=
T=mg+
由牛顿第三定律知,小球对细杆的拉力大小也为mg+
(2)由于取O点电势为零,而O在MN的垂直平分线上,所以φB=0
电荷从A到B过程中,由动能定理得:mgL+q(φ A-φ B)=mv2;
得:φA=
(3)设小球经过C处为
因为在+Q,-Q形成的电场中,φC<φA,
假设小球能经过C处,则q(φA-φC)=m
则有=
.
答:(1)小球经过B点时对细杆的拉力大小mg+;
(2)A点的电势;
(3)小球继续向左摆动,经过与A等高度的C点的速度为.
解析
解:(1)小球经B点时,在竖直方向有
T-mg=
T=mg+
由牛顿第三定律知,小球对细杆的拉力大小也为mg+
(2)由于取O点电势为零,而O在MN的垂直平分线上,所以φB=0
电荷从A到B过程中,由动能定理得:mgL+q(φ A-φ B)=mv2;
得:φA=
(3)设小球经过C处为
因为在+Q,-Q形成的电场中,φC<φA,
假设小球能经过C处,则q(φA-φC)=m
则有=
.
答:(1)小球经过B点时对细杆的拉力大小mg+;
(2)A点的电势;
(3)小球继续向左摆动,经过与A等高度的C点的速度为.
如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、
为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该电场为等量异种点电荷的电场,将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图,然后与该题的图比较可得:该电场中的电势关于x轴上下对称,等势面不是圆形,所以b、d两点的电势相等,故A正确;
B、c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等.而正电荷周围的电场的电势都比它高,即c点的电势在四个点中是最低的.故B错误;
C、c点的电势低于a点的电势,试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,电场力做正功,+q的电势能减小.故C正确;
D、该电场中的电场强度关于x轴对称,所以bd两点场强大小相等,方向是对称的,不相同的,所以电场强度不同.故D错误.
故选:AC
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