- 电场、电场力
- 共2657题
如图所示,将两个质量均为m,带电荷量分别为+q、-q的小球a、b用细线悬挂于O点,置于水平的匀强电场中,用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线与竖直方向 夹角为30°.则F的大小可能为( )
正确答案
解析
解:以整体为研究对象则整体所受的电场力相互抵消,故可以不用考虑,即相当于整体仅受三个力:重力2mg、细绳的弹力T、拉力F.由于重力2mg恒定,T方向保持不变大小可以发生变化,而F大小和方向均可发生变化,故可以用图解法理.如图所示,由图可知随F与竖直方向的夹角的变化F的大小发生变化,当F与T垂直时,F最小,Fmin=2mgsin30°=mg.故C正确.
故选C.
(2015秋•福建校级月考)真空中的A、B两点电荷电荷量分别为6×10-6C和-5×10-9C,两电荷相距1.2m,它们之间的静电力大小是多少?B点电荷位置处的电场强度大小是多少?
正确答案
解析
解:根据库仑定律,它们之间的静电力大小为:
F=k=9×109×
=1.875×10-4N
B点电荷位置处的电场强度E==9×109×
=3.75×104N/C
答:两电荷之间的静电力的大小为1.875×10-4N,B点电荷位置处的电场强度大小是3.75×104N/C.
下列关于匀强电场的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、匀强电场中,场强处处相等,电势不一定处处相等,顺着电场线,电势会降低,故A错误.
B、各点的场强相等,电势也可能相等,如位于垂直于电场线上的各点电势相等,故B错误.
C、各点的场强大小相等,方向也相同,故C错误.
D、匀强电场中,场强处处相等,电势不是处处相等,同一等势面上电势相等,不同等势面上的点电势不等.故D正确.
故选:D
如图甲所示,A、B为光滑水平地面上相距d的两带电挡板,在A、B两板间有一带电荷量为+q、质量为m的点电荷P.若A、B两板间所形成电场的电场强度如图乙所示(从A指向B为电场强度的正方向),在t=0时刻点电荷P位于A、B间中点且初速度为0.已知点电荷能在A、B间以最大的幅度运动而不与两板相碰,且点电荷P开始从中点第一次运动到某板后,以后每次从一板到另一板的运动过程中,电场方向只改变一次.
(1)求点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间.
(2)导出图乙中时刻t2的表达式.
(3)导出图乙中时刻tn的表达式.
正确答案
解析
解:(1)设点电荷P在两板间运动的加速度大小为a,则
根据牛顿第二定律得:qE=ma,得a=
点电荷P在电场力作用下开始向B板运动,先加速后减速,到达B板时速度为0,加速运动的时间为t1,设减速运动的时间为t1′,则有
at1=at1′
=
+
点电荷P第一次到达B板的时间为t=t1+t1′
解得:t=
(2)设点电荷由B向A板加速运动的时间为t2′,减速运动的时间为t2″,到达A板的速度为0,则
at2′=at2″
d=+
点电荷由B板运动A板的时间为t2=t+t2′
解得:t2=()
(3)点电荷从A板到B板与从B板到A板的运动过程完全相同,即每次加速和减速的时间都是t2′=
由此可得,(n≥2)
答:
(1)点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间为.
(2)图乙中时刻t2的表达式:t2=()
.
(3)图乙中时刻tn的表达式(n≥2).
如图甲所示,电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)前两秒电场力做功多少?
(2)物块的质量多少?
(3)物块与水平面间的动摩擦因数.
正确答案
解析
解:(1)由题意可得,在匀强电场中电场力F为:F=qE,
由图象得前2秒内的位移S为:,
则电场力做的功为:W=FS,
代入数据解得:W=6J
(2)在2秒到4秒内图象可得,qE2=μmg
在前2秒物块的加速度为:a=1m/s2
由牛顿第二定律得:qE1-qE2=ma
代入数据解得:m=1kg
(3)在2秒到4秒内由图象可得,qE2=μmg
又m=1kg,
则有μ=0.2
答:(1)前两秒电场力做功为6J;
(2)物块的质量1kg;
(3)物块与水平面间的动摩擦因数0.2.
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