- 电场、电场力
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如图所示,在等边三角形ABC的三个顶点上,固定三个正点电荷,电量的大小q′<q.则三角形ABC的几何中心处电场强度的方向( )
正确答案
解析
解:根据几何知识得知,三角形ABC的几何中心到三角形三个顶点的距离相等,设为r.由点电荷场强公式E=k可知,两个点电荷q在中心处产生的场强大小均为E1=k
,两个场强之间的夹角为120°,根据平行四边形定则得到:两个点电荷q在中心处产生的合场强大小E合=E1=k
,方向沿垂直于AB边指向C.q′在中心处产生的场强大小为E2=k
,方向沿垂直于AB边离开C.由于q′<q,则E合>E2,所以三角形ABC的几何中心处电场强度的方向沿垂直于AB边指向C.
故选C
一个正点电荷Q固定在正方形的一个角上,另一个带电粒子射入该区域时,恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c,如图所示,则有( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子受到的电场力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向可知出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷,它们之间存在引力,故该带电粒子带负电.故A错误.
B、根据几何知识可知a、b、c三点到Q的距离之比为ra:rb:rc=1::1,根据点电荷场强公式E=k
,得a、b、c三点场强大小之比是2:1:2.故B错误.
C、根据牛顿第二定律得:a=,a∝E,则知粒子在a、b、c三点的加速度大小之比是2:1:2.故C正确.
D、a、c两点的电场强度大小相等,但方向不同,所以电场强度不同.故D错误.
故选:C
如图所示,在水平向右的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m和2m,A带负电,电量为q,B带正电,电量也为q.若杆在水平位置,由静止开始转动,杆能转过的最大角度为60°,则匀强电场的场强E=______,在杆转动的过程中两球各自能达到的最大速度v=______.
正确答案
解析
解:对系统运用动能定理,当电场力和重力做功的代数和为零时,两球组成的系统动能变化量为零,此时杆子转过的角度最大.
有:=0
解得:E=.
当合力力矩为零时,转动的速度最大.
则合力距为零时,有:
解得:θ=30°.
对系统运用动能定理得:=
解得:v=
故答案为:,
已知空间存在一水平方向的匀强电场.为确定其场强,先用细丝线悬挂一个带负电的小球去探测,当球在P点静止后,测出悬线与竖直方向夹角为37°,如图所示,小球的质量为m=20kg,所带电荷量为q=0.4C,重力加速度取g=10m/s2,求此匀强电场.
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示:重力G、电场力F和细线的拉力T.
作出电场力与重力的合力,根据平衡条件可知该合力与拉力T大小相等、方向相反.
则得:F=mgtanθ=mgtan37°
又F=qE
联立得:E=N/C,方向与负电荷受到的电场力方向相反,为水平向左
答:P点的场强大小是375N/C,方向水平向左.
四种电场中分别标有a、b两点,两点电势相等而且电场强度相同的是( )
正确答案
解析
解:A、a、b两点处于同一等势线上,电势相等,电场强度大小相等,但方向不同.故A错误.
B、平行金属板内部是匀强电场,a、b两点的电场强度相同,但b点的电势高于a点的电势.故B错误.
C、两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,则a、b两点的电势相等,根据对称性和电场线的分布可知,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同.故C正确.
D、带电平板表面是一个等势面,则a、b两点的电势相等,由电场线的疏密看出,a点的场强小于b点的场强.故D错误.
故选:C.
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