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题型:简答题
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简答题

如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一水平方向的匀强电场中,静止时细线右偏与竖直方向成45°角,位于图中的P点.重力加速度为g.求:

(1)小球所受到的电场力为多大?

(2)如将小球向右拉紧至与O点等高的A点由静止释放,则当小球摆至P点时,其电势能如何变化?变化了多少?

(3)由第2问求小球摆至P点时,绳子对小球的拉力是多大?

正确答案

解:(1)小球静止在P点时由平衡条件得:

tan45°=

解得:F=mg

(2)小球从A到P的过程中,电场力做负功,故其电势能增加,则小球克服电场力做功为:

W=FL(1-cos45°)=

其电势能增加为:△EP=△W=

(3)小球从A到P做圆周运动,根据动能定理得:

mvP2-0=mgLsin45°-mgL (1-sin45°)  

解得:vP=

根据牛顿第二定律,则有:T-mg=m

由上式联立,解得:T=

答:(1)小球所受到的电场力为mg;

(2)如将小球向右拉紧至与O点等高的A点由静止释放,则当小球摆至P点时,其电势能增加,变化了

(3)由第2问求小球摆至P点时,绳子对小球的拉力是 

解析

解:(1)小球静止在P点时由平衡条件得:

tan45°=

解得:F=mg

(2)小球从A到P的过程中,电场力做负功,故其电势能增加,则小球克服电场力做功为:

W=FL(1-cos45°)=

其电势能增加为:△EP=△W=

(3)小球从A到P做圆周运动,根据动能定理得:

mvP2-0=mgLsin45°-mgL (1-sin45°)  

解得:vP=

根据牛顿第二定律,则有:T-mg=m

由上式联立,解得:T=

答:(1)小球所受到的电场力为mg;

(2)如将小球向右拉紧至与O点等高的A点由静止释放,则当小球摆至P点时,其电势能增加,变化了

(3)由第2问求小球摆至P点时,绳子对小球的拉力是 

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题型: 单选题
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单选题

下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有(  )

①场强E=②场强E=③场强E=④电场力做功W=Uq.

A①③

B②③

C①④

D②④

正确答案

C

解析

解:E=是电场强度的定义式,适用于一切电场,仅适用于匀强电场,适用于点电荷产生的电场.W=qU适用于一切电场.可知既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场是①④.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

在点电荷Q右方距离10cm处的A点处放q=5×10-9C时,受到的电场力为F=10-3N,方向向左,求:

(1)该点的电场强度及Q的电荷量;

(2)若换放q=-5×10-9C时,F和E又如何?

(3)若拿去q,则E、F又如何?

(4)原来q电荷在Q处产生的电场强度多大?

正确答案

解:(1)该点的电场强度 E===2×105N/C  方向向左  

由E=k得 Q==C=×10-6C

(2)若换放q=-5×10-9C时,场强不变,E=2×105N/C,方向向左

而F=qE=5×10-9C×2×105N=10-3N,方向向右

(3)若拿去q,E=2×105N/C 方向向左在,而 F=0

(4)原来q电荷在Q处产生的电场强度 E′=k=4.5×103N/C  方向向左.

答:(1)该点的电场强度为2×105N/C,方向向左,Q的电荷量为×10-6C.

(2)若换放q=-5×10-9C时F为10-3N,方向向右.场强E为2×105N/C,方向向左.

(3)若拿去q,E仍为2×105N/C,方向向左.F为0.

(4)原来q电荷在Q处产生的电场强度为4.5×103N/C,方向向左.

解析

解:(1)该点的电场强度 E===2×105N/C  方向向左  

由E=k得 Q==C=×10-6C

(2)若换放q=-5×10-9C时,场强不变,E=2×105N/C,方向向左

而F=qE=5×10-9C×2×105N=10-3N,方向向右

(3)若拿去q,E=2×105N/C 方向向左在,而 F=0

(4)原来q电荷在Q处产生的电场强度 E′=k=4.5×103N/C  方向向左.

答:(1)该点的电场强度为2×105N/C,方向向左,Q的电荷量为×10-6C.

(2)若换放q=-5×10-9C时F为10-3N,方向向右.场强E为2×105N/C,方向向左.

(3)若拿去q,E仍为2×105N/C,方向向左.F为0.

(4)原来q电荷在Q处产生的电场强度为4.5×103N/C,方向向左.

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题型: 单选题
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单选题

点电荷A和B,分别带正电和负电,电量分别为4Q和Q,如图所示,在AB连线上,电场强度为零的地方在(  )

AB左侧

BA右侧

CA和B之间

DA的右侧及B的左侧

正确答案

A

解析

解:点电荷电场线的分布特点;正电荷电场的电场线从正电荷出发到无穷远终止,负电荷电场的电场线从无穷远出发到负电荷终止.

A、在B的左侧,A产生的电场强度向左,B产生的电场强度向右,电场强度方向相反,但由于A的电量大于B的电量,且A较远,由点电荷场强公式E=k可知,在同一点电场强度大小可能相等,所以合场强可能为零.故A正确.

B、A的右侧,A产生的电场强度向右,B产生的电场强度向左,电场强度方向相反,而且由题A的电量大于B的电量,且A较近,由点电荷场强公式=k可知,在同一点A的电场强度一定大于B的电场强度,所以合场强不可能为零.故B错误.

C、A和B之间两点产生的电场强度方向均向向左,合场强不可能为零.故C错误.

D、由上可知D错误.

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

带电荷量为+q的点电荷与均匀带电大薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,如图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为(  )

A,水平向左

B,水平向左

C,水平向右

D,水平向左

正确答案

B

解析

解:q在a点形成的电场强度的大小为E1=,方向向左;因a点场强为零,故薄板在a点的场强方向向右,大小也为,由对称性可知,薄板在b点的场强也为,方向向左;

故选:B.

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