- 电场:电流
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如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在A点质量为m=1×10-3kg、带正电的小球,现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点,静电力做功为W=0.2J,已知A、B两点间距离为L=0.1m,电势差为UAB=20V,
(1)判断匀强电场的场强方向;
(2)求电场强度的大小;
(3)求小球的带电量;
(4)求小球到达B点时的速率。
正确答案
(1)正电荷受到向右的电场力作用,所以匀强电场的方向为水平向右(由A指向B)
(2)
(3)
(4)由 得:
20m/s
略
电荷量为-5.0×10-12C的点电荷A置于电场中的P点,所受电场力大小为2.0×10-6N,方向向右,则P点的电场强度大小为______N/C,方向______(填“向右”或“向左”).若A电荷在P点具有-1.5×10-11 J的电势能,则P点的电势为______V.若将P点的电荷换成电荷量为+2.0×10-12C的点电荷B,则P点的电场强度大小为______N/C,B电荷的电势能为______J.
正确答案
P点的电场强度大小为E==
N/C=4.0×105N/C,方向与点电荷A所受电场力方向相反,水平向左.
P点的电势为φ==
V=3V.
将P点的电荷换成电荷量为+2.0×10-12C的点电荷B,P点的电场强度大小不变,仍为4.0×105N/C.B电荷的电势能为EPB=qBφ=2.0×10-12×3J=6.0×10-12J.
故答案为:4.0×105;向左;3;4.0×105;6.0×10-12J.
长为L的导体棒水平放置,原来不带电,现将一带电量为+q的点电荷放在与棒同高度并距离棒左端R处,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒中点处产生的场强为 。
正确答案
kq/( R+L/2 )2 ;
略
(14分)如图所示,一个质量为m,带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成α角向上射出,如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后,可使粒子沿初速度所在直线方向做直线运动。已知重力加速度为g.
(1)若粒子做匀速直线运动则场强的大小和方向;
(2)求所加最小匀强电场的场强的大小;
(3)若加上水平向左、大小一定的匀强电场后,经过一段时间粒子又回到了O点,求粒子回到O点时的速度大小v和所用的时间t。
正确答案
解:
(1)E="mg/q" 竖直向上 (5分)
(2) (5分)
(3)v=v0. . t= 2v0/g (4分)
略
如图所示,M、N两点分别放置两个等量异种电荷,A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线的中垂线上处于A点上方的一点, 在A、B、C三点中 场强最小的点是 点,电势最高的点是 点
正确答案
C B
略
如图2—11所示,两平行金属板AB接在U =" 4000" V的直流电源上,两极板间间距为2 cm,A极板接地,电场中a点距B板1 cm,b点和C点均距A极板0.5 cm。求:(1)a、b两点的电场强度各为多少?(2)a、c之间的电势差为多少?(3)电子在a点所受电场力为多少?(4)电子在b点的电势能为多少?(5)电子从a点运动到C点,电场力做了多少功?
正确答案
(1)由于是匀强电场,所以a、b两点的电场强度为:
Ea = Eb = UAB/dAB = 4000/2×10-2 = 2×105(V/m),……………(2分)
(2)a、b之间的电势差为:
Uac = φA- φC =" ―2000" ― (― 1000)=" ―" 1000(V)。………(1分)
(3)电子在a点所受电场力为:
F =" eE" = 1.6×10-19×2×105 = 3.2×10-14(N),方向竖直向下。(2分)
(4)电子在b点的电势能为:
ε = e·φB =(―1.6×10-19)×(― 1000)= 1.6×10-16(J)。…(1分)
(5)电子从a点运动到C点,电场力所做的功为:
Wac = eUac =(―1.6×10-19)×(― 1000)= 1.6×10-16(J)。…(1分)
略
在电场中的P点放一电量为4×10—9C的电荷,它受到的电场力大小为2×10—5N,则P点的电场强度大小为 N/C;当这一电荷的电量减少为2×10—9C,则电荷受到的电场力大小为 N。如果取走这个电荷,则P点的电场强度大小为 N/C。
正确答案
5×103,1×10-5,5×103。
本题考查电场强度公式
电场强度的定义式:,可知电场中某点的电场强度与电场力无关,与电荷大小无关。
如右图所示,是两个点电荷形成的电场:
小题1:请根据电场线的分布,分别在两个“○”中标出点电荷的正负;
小题2:请画出图中A点的场强方向以及B处负电荷所受电场力方向。
正确答案
小题1:如图
小题2:如图
小题1:电场方向是从正电荷出发,终止于负电荷,所以根据电场线可知两电荷均为正电荷,如下图所示
小题2:场强方向即为电场线的切线方向,负电荷所受电场力方向与场强方向相反,所以可知A点的场强方向以及B处负电荷所受电场力方向,如下图
长木板AB放在水平面上如图所示,它的下表面光滑而上表面粗糙,一个质量为、电量为
的小物块C从A端以某一初速起动向右滑行,当存在向下的匀强电场时,C恰能滑到B端,当此电场改为向上时,C只能滑到AB的中点,求此电场的场强。
正确答案
当电场方向向上时,物块C只能滑到AB中点,说明此时电场力方向向下,可知物块C带负电。
电场方向向下时有:,
;
电场方向向上时,有:,
,
,故
。
真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为4.0×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为2.0×10-5N,则P点的场强为________N/C;把检验电荷电量减小为2.0×10-9C,则该电荷在P点受到的电场力为__________N,若将P点的检验电荷移走,则P点的场强为________N/C。
正确答案
5000, ,5000
试题分析:由电场强度公式,,当将检验电荷的电量减小为
,则其电场力为
,若将P点的检验电荷移走,则P点的场强不变,仍为
点评:电场强度是描述电场强弱的物理量,可由放在某点的电荷受到的电场力与其电量的比值来确定电场强度的大小.某点电场强度的大小与放入其中的试探电荷的大小以及有无试探电荷无关。
电子在A点的电势能EPA为-4ev,在B点的电势能为4ev,则A点的电势为 V,B点的电势
= V,若电子由A运动到B的动能改变量EKB-EKA= 。
正确答案
4V,-4V,-8eV
本题考查的是电势、电势能和动能之间的关系问题。电子在A点的电势能EPA为-4ev,在B点的电势能为4ev,由可知:
;电子由A运动到B的动能改变量
。
(8分)如图所示,分别在A、B两点放置点电荷和
,在AB的垂直平分线上有一点C,且
。(静电力常量k=
)试求:
(1)C点的电场强度的大小和方向。
(2)如果有一电子静止在C点,它所受的库仑力的大小和方向。
正确答案
(1)方向:平行于AB指向右(2)
方向:平行于AB指向左
试题分析:(1) (4分)
方向:平行于AB指向右。 (1分)
(2)电子在C点受力大小: (2分)
方向:平行于AB指向左。 (1分)
点评:难度较小,场强为矢量,场强叠加应遵循平行四边形定则
在电场中的P点放一电荷量为4×10-9C的点电荷,它受到的电场力为2×10-5N,则P点场强为 N/C,把放在P点的点电荷电荷量减为2×10-9C,则P点的场强为 N/C,把该点电荷移走,P点的场强又为 N/C。
正确答案
: 5×103 5×103 5×103
:
试题分析:根据电场强度的定义式可得,P点场强为5×103 N/C;P点场强与放不放电荷无关,只与场源电荷有关
点评:电场中某点的电场强度只与场源电荷有关,与试探电荷无关
两平行金属板间有一匀强电场,场强大小为E,方向沿竖直方向向下。现有一半径为r,密度为ρ的带电液滴,在电场中处于平衡状态,则液滴的电性是______电,其电量为______。
正确答案
负 , 。
带电液滴受竖直向下的重力和竖直向上的电场力,场强方向向下,说明该粒子带负电,由
如图所示,质量为m,带电量为+q的微粒在0点以初速度v0与水平方向成q角射出,微粒在运动中受阻力大小恒定为f。
小题1:如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证微粒仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场的最小值的大小与方向。
小题2:若加上大小一定,方向水平向左的匀强电场,仍能保证微粒沿vo方向做直线运动,并经过一段时间后又返回o点,求微粒回到o点时的速率。
正确答案
小题1:E(min)=mgcosθ/q(2分), 其方向与竖直方向成θ角
小题2:
小题3:
小题1:液滴做直线运动,液滴所受合外力应该沿速度V的方向,由力的合成可知
时,E最小,
, 其方向与竖直方向成θ角
小题2:加上水平电场后要保证微粒沿V0方向运动
电场力方向须向左,且满足 ①
设微粒的最大位移为S,由功能关系,有②
由功能关系,有
所以
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