- 电场:电流
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在匀强电场中如图所示分布着A、B、C 三点,当把一个电量q="10-15C" 的正电荷从A 沿AB 线移到B 点时,电场力做的功为零;从B 移到C 时,电场力做功为-1.73×10-3J,试判断该电场的方向,算出场强的大小。
正确答案
E的方向与AB垂直斜向下(如图)。大小为1000(v/m)
将电荷由A移至B时电场力不做功,说明A、B两点在同一等势面上,又由于是匀强电场,等势面为平面,故AB面为一等势面;再将正电荷由B移至C时克服电场力做功可以知道,C点电势高于B点电势,场强方向应如图所示。
根据W=qU,可得
又由匀强电场中场强与电势差的关系E=U/d
可得
在电场中A点放入一个电荷量为2×10-6C的正试探电荷,它受到的电场力为1×10-3N,则A点的电场强度为______N/C.
正确答案
根据场强的定义式有:
E==
=500N/C
故答案为:500.
如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=30V,φB=6V,φC=-6V,由此可得D点电势φD=______V.
正确答案
如图,连接AC,沿AC方向相等距离电势差相等,将AC三等分,作出等分点E和F.由题φA=30V,φC=-6V,则F点的电势为φF=6V,φB=6V,连接BF,则BF是一条等势线.过D作DE∥BF,则DE也是一条等势线.E的电势为φF=18V,则D点电势φD=18V.
故答案为:18
密立根油滴实验进一步证实了电子的存在,揭示了电荷的非连续性。如图所示是密立根实验的原理示意图,设小油滴质量为m,调节两板间电势差为U,当小油滴悬浮不动时,测出两板间距离为d。可求出小油滴的电荷量q=______________。
正确答案
如图所示,平行线为方向未知的匀强电场的电场线,把1.0×10-6C的负电荷从A点移到B点,电场力做了2×10-6J的正功。AB间距离为2cm。求:
(1)匀强电场的场强为多少?什么方向?
(2)若B点的电势为1V,则A点电势jA为多少?
正确答案
(1) 200V/m场强方向沿电场线斜向上(2)=-1V
(1)由U=W/q得:V=-2V…………………5分
由E=U/d得:=200V/m…………………5分
场强方向沿电场线斜向上…………………2分
(2)-2V,
="1V" ,
=-1V…………………6分
如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有沿y 轴正方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场,且电场强度大小与第一象限的相同.现有一质量为m、电荷量为+q的粒子,从坐标为(3l,l)的P点以某一初速度沿x轴负方向开蛤运动,第一次经过X轴上的点为Q点,Q点的坐标为(l,O),接着在第四象限内做匀速圆周运动,第二次经过x轴上的点为坐标原点.已知粒子运动的初动能为2mgl.求:
(1)电场强度E的大小.
(2)粒子经过Q点时的速度口.
(3)粒子在第四象限中运动的时间t.
正确答案
(1) (2)
(3)
(1)由带电粒子在第四象限内做匀速圈周运动知粒子的重力与电场力平衡,有
(2)带电粒子从P点到Q点,由动能定理得:
解得;带电粒子经过Q点时的速度v=
(3)设带电粒子在P点的初初度为V0,则由
设带电粒子在Q点时与。轴的夹角为θ,则
带电粒子的运动轨迹如图所示.由几何关系可得,
带电粒子做匀速圆周运动的周期
带电粒子在第四象限中运动的时间(2分)
在静电场中的某一点A放一个试探电荷q=-1×10-10C,测得该试探电荷q 受到的电场力为1×10-8N,方向向左,则A点的场强的大小为______N/C和方向______;如果从A点取走q,则A点场强大小为______N/C;若将一个q=2×10-10C的试探正电荷放在A点,其所受的电场力为______N.
正确答案
A点的场强的大小为 E==100N/C,方向向右;如果从A点取走q,则A点场强大小为 100N/C;若将一个q=2×10-10C的试探正电荷放在A点,其所受的电场力为 2×10-8N.
答案为:100,向右,100,2×10-8
如图所示,在匀强电场中,一电荷量为q=5.0×10-10C的正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点,电场力做的功都是2.0×10-8J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab=20cm, =37°,则匀强电场的场强大小为_________v/m,电场强度的方向为______(COS37°=0.8).
正确答案
250 沿ac
试题分析:因为正电荷q从a到b和从a到c,电场力做功相等,所以由W=qU可得Uab=Uac,b、c两点在同一等势面上,则电场强度方向与ac平行,由a指向c;Uac=W/q,dac= dab COS37°,E= Uac/ dac,代入数据计算得E=250v/m。
(7分)如图所示,在电场中A点放一电荷量q1= +2.0×10-8 C的点电荷,其所受电场力FA=4.0×10-4 N。
(1)求此电场中A点的电场强度大小;
(2)若将另一带电荷量q2= -2.0×10-8 C的点电荷放在电场中的B点,请在图中画出该点电荷在B点所受静电力FB的方向,并说明将它分别放在A、B两点时所受电场力FA与FB哪个较大。
正确答案
(1)电场中A点的电场强度
E=F/q1= 2.0×104 N/C …………………………………………………(3分)
(2)沿BA方向(图略)。……………………………………………………………(2分)
因为A点的电场线较密集,故A点的电场强度较大,所以FA较大。……………(2分)
(1)根据电场强度的定义式E=,可以求出电场力F=qE求解.
(2)在电场中某点电场强度的方向沿该点电场线的切线方向,正电荷受力方向和电场方向一致,负电荷受力方向和电场方向相反.
在真空中的一根长为L=0.60m的线段的两个端点A、B处分别固定一个点电荷,电荷量分别为QA=4.0×10-5C,QB=-2.0×10-5C.试求:(1)B处点电荷受到的的库仑力;(2)如果把B处的点电荷取走,求该处场强
正确答案
(1) 20N 力的方向为沿AB连线并由B指向A
(2) 1.0×106N/C方向为沿AB延长线并背离A.
(1) B处点电荷所受的库仑力的大小:
F=kQA|QB|/L2=9.0×109×4.0×10-5×2.0×10-5/(0.6)2N=20N…………4分
力的方向为沿AB连线并由B指向A。…………2分
(2) B处场强的大小:
E=kQA/L2=9×109×4×10-5/(0.6)2N/C=1.0×106N/C…………4分
或者:E=F/QB=20/(2.0×10-5)N/C=1.0×106N/C
场强的方向为沿AB延长线并背离A.…………2分
(12分)如图所示,在点电荷+Q的电场中的一条电场线上取a、b两点,Oa=Ob。当在a处放一电量q=1.5×10-8C的带正电的检验电荷时,受到的电场力为F=3×10-6 N。
(1)求a处的电场强度的大小、方向;
(2)若将检验电荷从a点移走,a点的电场强度如何?
(3)如在b处放一个电子,它受到的电场力多大?方向怎样?(e=1.6×10-19C)
正确答案
(1)200N/C 由a指向b (2)场强不变 (3)2×10-18C 由b指向a
试题分析:(1) 由E=得E="200" N/C (3分)
方向由a指向b (1分)
(2)电场强度反映的是电场的性质,与检验电荷无关,故场强不变 (2分)
(3)由 (2分)
(2分)
得:F=2×10-18 N (1分)
方向由b指向a (1分)
如图所示,A、B为带电量分别是Q和-Q的两个等量异种点电荷,A、B间的距离为r,则AB中点处O点的场强大小为______N/C,方向向______.
正确答案
A电荷在O点产生的场强大小为E1==
,方向水平向右;
B电荷在O点产生的场强大小为E1==
,方向水平向右,
故O点场强大小为E=E1+E2=,方向水平向右.
故本题的答案为:,右.
在某电场中的P点,放一个q1=10-9 C的点电荷,测得该点电荷所受电场力大小为10-6N.若移走q1,而在P点放置另一个q2=10-8 C的点电荷,则P点的电场场强大小为______N/C,q2在P点所受电场力的大小为______ N.
正确答案
场强的大小与放入电场中的电荷无关,由本身性质决定.E==
N/C=103N/C.
q2在P点所受电场力的大小F′=q2E=10-8×103N=10-5N.
故本题答案为:103,10-5.
在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示.若将一负电荷q=-2.0×10-7C,从A点移至B点,电荷克服电场力做功4.0×10-4J,试求:
(1)电场方向;
(2)A、B两点的电势差多大? 哪一点电势高?
(3)在这一过程中,电荷的电势能怎样变化,变化了多少?
(4)如在这一电场中有另一点C,已知,若把这一负荷从B移至C电场力做多少功?是正功还是负功?
正确答案
(1) A指向B (2) A点 (3) 增大 增加了4.0×10-4J (4)
正功
试题分析:(1)根据题意负电荷从A点移到B点,电场力做负功,所以电场的方向从A指向B;
(2)电场方向A指向B,根据沿电场线的方向电势逐渐降低知A点电势高,且;
(3)根据知电场力做负功,电势能增大,且增加了4.0×10-4J;
(4)因,
,所以
,把该一负荷从B移至C的过程中电场力做功
,做正功。
电场强度的定义式E=______,点电荷的场强公式E=______,场强的方向规定:某一点场强的方向与该点处正电荷所受电场力的方向______,与该点处负电荷所受电场力的方向______.
正确答案
电场强度的定义式是 E=;
点电荷的场强公式 E==
=
,
物理学上规定:电场强度的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.
故答案为:,
,相同,相反.
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