- 电场、电场力
- 共2657题
(2015秋•成都校级期中)如图所示,空间存在着强度E=2.5×102N/C方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线,一端固定在O点,一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10-2C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10m/s2.求:
(1)细线能承受的最大拉力;
(2)当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时,小球距O点的高度.
正确答案
解析
解:(1)设小球运动到最高点时速度为v,对该过程由动能定理有, ①
在最高点对小球由牛顿第二定律得, ②
由①②式解得,T=15N
(2)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a,则 ③
设小球在水平方向运动L的过程中,历时t,则L=vt④
设竖直方向上的位移为s,则 ⑤
由①③④⑤解得,s=0.125m
∴小球距O点高度为s+L=0.625m.
答:(1)细线能承受的最大拉力为15N
(2)当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时,小球距O点的高度0.625m.
如图所示,a、b、c是一条电场线上的三点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离,用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示abc三点的电势和场强,可以判定( )
正确答案
解析
解:A、沿电场线方向电势降低,可以比较电势高低,根据电场线方向可知φa>φb>φc,故A正确.
B、D只有一条电场线,不能确定电场线的分布情况,无法比较场强的大小,故BD错误.
C、对于匀强电场,两点间的电势差U=Ed,由于电场线的疏密情况无法确定,两点间的电势差的公式U=Ed也不能适用,不能判断电势差的关系,故C错误;
故选:A.
有一水平方向的匀强电场,场强大小为9×103N/C,在电场内作一半径为10cm的圆,圆周上取A、B两点,如图所示,连线AO沿E方向,BO⊥AO,另在圆心O处放一电量为10-8C的正点电荷,则A处的场强大小为______ N/C;B处的场强大小为______ N/C.
正确答案
0
1.27×104
解析
解:点电荷在A点处产生的场强大小为E=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→A;
而匀强电场方向向右,大小9×103N/C,叠加后,合电场强度为零.
同理,点电荷在B点处产生的场强大小也为E=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→B;
根据平行四边形定则得,则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,A点的场强大小为:
EA=E点-E匀=9×103N/C-9×103N/C=0;
同理,B点的场强大小为:
EB=E=1.27×104N/C
与水平方向成45°角斜向右下方;
故答案为:0,1.27×104,
如图所示用一条绝缘细绳悬挂一个带电小球,小球的质量为1.0x10-2kg,所带的电荷为+2x10-8C.现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向成30°.(取重力加速度大小为10m/s2)
(1)求该匀强电场的场强的大小?
(2)改变匀强电场的方向并保持悬绳与竖直方向夹角不变,
则此电场强度的最小值为多少?
正确答案
解析
解:(1)小球的受力如图1所示,由共点力平衡条件得:
mgtanθ=qE
解得:E==
=2.9×106 V/m
(2)改变匀强电场的方向并保持悬绳与竖直方向夹角不变,作出细线的拉力和电场力的合力如图,由图解法可知当电场力的方向与细线垂直时,电场力qE最小,则电场强度最小.
则有:qEmin=mgsinθ
则 Emin==
=2.5×106 V/m
答:
(1)该匀强电场的场强的大小为2.9×106 V/m.
(2)改变匀强电场的方向并保持悬绳与竖直方向夹角不变,则此电场强度的最小值为2.5×106 V/m.
下列关于电场强度的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场中某点的场强大小由电场本身决定,与试探电荷无关,不能说电场强度与放在该点的电荷所受到的电场力的大小成正比,故A错误
B、电场中某点的场强大小与方向由电场本身决定,与试探电荷无关,故B错误D正确.
C、正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反.故C错误.
故选:D.
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