- 电场:电流
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初速度为2.2×105m/s的a粒子逆着电场线的方向射入匀强电场中,观察到射入深度为0.2m。已知a粒子的质量为6.7×10-27Kg,所带的电荷量为3.2×10-19C.
求:(1)匀强电场的场强。
(2)a粒子在电场区域中运动的时间。
正确答案
设场强大小为E,由题意得。
0- V02=2aS
a=Eq/m
得E=2.53*102
由v=at知
t=0.18*10-5S
略
(12分).如图所示,长为L的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、带电荷+q的小球,小球静止时处于O′点。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角。求:
(1)该匀强电场的电场强度大小;
(2)若将小球求从O′点由静止释放,则小球运动到A点时的速度υ多大?
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)设电场强度为E,小球受重力mg、电场力qE及线的拉力F。
小球在A点,根据共点力平衡条件有 mgtanθ =qE
解得
(2)小球从O′点运动到A点的过程中,电场力做正功,重力做负功。设小球到达A点的速度为υ,根据动能定理有
qELsinθ – mgL ( 1 – cosθ ) = mυ2
解得
点评:力分析时一定要选择合适的研究对象进行正确的受力分析,应用平衡条件进行求解即可.
将电量q1=+1.0×10-8C的点电荷,在A点时所受电场力大小是2.0×10-5N。将它从零电势O点处移到电场中A点时,需克服电场力做功2.0×10-6J.求:
(1)A点处的电场强度的大小.
(2)电势差UAO.
(3)若将q1换成q2=-2.0×10-8C的点电荷,求q2从O点移动到A点过程中q2所受电场力所做的功.
正确答案
(1)(2)220V(3)
试题分析:(1)
(2)
(3)
点评:电势差是电场中的电势之差,电势可以任意取,但电势差却不变,就像高度与高度差一样.电势差可正可负,所以公式中做功要注意正与负,电荷量也要代入电性.
(12分)电场中某区域的电场线如图所示, A、B是电场中的两点. 一个电荷量q = +4.0×10-8 C的点电荷在A点所受电场力FA=2.0×10-4 N,将该点电荷从A点移到B点,电场力做功W = 8.0×10-7J . 求:
(1)A点电场强度的大小EA
(2)A、B两点间的电势差U
正确答案
:(1) N/C(2)20 V
:
试题分析:(1)A点电场强度的大小
=
N/C =
N/C………………6分
(2)A、B两点间的电势差
V =" 20" V……………………………6分
点评:本题考查的是电势差与电场力做功的关系问题,解题的关键是注意电场力做功、电势差的正负等.
真空中固定着A、B两个带负电的点电荷,它们间的距离为10cm,现将另一个点电荷C放到A、B连线上距A电荷2cm处,恰好处于平衡状态,则A、B两电荷在C电荷所在处产生的合场强为 ,A、B两电荷电量之比QA∶QB= .
正确答案
0 1:16
试题分析:;两个负电荷在C点场强方向相反,电荷C处于平衡状态可知合场强为零,由场强公式可知
点评:本题考查场强的矢量性,对点电荷的场强公式要理解并能灵活应用
如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm,电容器带电荷量为6×10-8C,A极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)距B板为2 cm的C点处的电势.
正确答案
(1) (2)
,方向竖直向下 (3)-20 V
试题分析:由电容器电容的定义式计算电容的大小,由匀强电场的场强与电势差的关系得到电场强度的大小,由电源极性判断场强方向,由A板接地的处C点的电势。
(1)由电容定义式可得
(2) 两板之间为匀强电场,由匀强电场的场强与电势差的关系有,
,方向竖直向下。
(3)C点距A板间距离为
则A、C间电势差
又,
A极板接地所以可得
点评:注意在用公式进行计算时,d为沿电场方向的距离。
如图所示,一质量为m、带电量为q的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线向左与竖直方向成θ角,重力加速度为g。
(1)判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度E。
(3)若在某时刻将细线突然剪断,求经过t时间小球的速度v。
正确答案
(1)带负电荷
(2)E=mgtanθ/q
(3)v=gt/cosθ
略
如图所示,电场中有A.B.两点,电场强度EA EB,电势
正确答案
> <
略
如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远移到电场中的A点,需要克服静电力做功1.2×10-4J,那么q在A点的电势能为 J,电场中A点的电势为 V.
正确答案
1.2×10-4,1.2×104;
电场力做负功,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,即φ∞=0,Ep∞=0.
由W∞A=Ep∞-EpA得:
-1.2×10-4 J=0-EpA
所以EpA=1.2×10-4 J
又因:φA= 所以φA=1.2×104 V
如图所示,在直角三角形区域ABC内存在着平行于AC方向的匀强电场,AC边长为L,一质量为m,电荷量+q的带电粒子以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,垂直通过BC边的中点,则粒子从BC出来时的水平分速度vx=________,电场强度的大小E=_________。
正确答案
V0
分析:带电粒子垂直进入电场做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,速度不变.粒子垂直通过BC边的中点,速度方向与水平方向的夹角等于∠C,竖直位移等于,水平位移等于
tan∠C.根据牛顿第二定律和运动学公式分别两个分位移的关系和两个分速度的关系,求出E的大小.
解答:解:带电粒子垂直进入电场做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,粒子从BC出来时的水平分速度vx=V0.
设粒子垂直通过BC边中点时水平位移为x,竖直位移为y,∠C=θ,由题x=tanθ=v0t ①
y==
at2=
t2 ② 由①②联立得
=
③
设粒子经过BC中点时竖直方向分速度这vy,则vy=v0tanθ
又vy2=2ay 得到v02tan2θ=2=
④ tan2θ=
⑤
将⑤代入③解得 E=
故本题答案是:V0;
点评:本题粒子做类平抛运动,既要分解位移,又要分解速度,考查综合分析和应用的能力.
把q1=-2.0×10-9C的检验电荷放入点电荷Q产生的电场中的P点,测得q1所受电场力大小为1.0×10-6N。若移走q1,而在P点放置一个q2=+1.2×10-8C的点电荷,则q2所受电场力大小为_________N,此时Q在P点产生的电场的场强大小为__________N/C
正确答案
6×10-6N,500N/C
试题分析:电场强度.电场
.电场强度不变.
已知空气的击穿电场强度为2×106V/m,测得某次闪电火花长为600m,则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=________V。若这次闪电通过的电量为20C,则释放的电能为________J(设闪电的火花路径为直线)。
正确答案
U=__1.2×109 V,__ 2.4×1010_J。
由U=Ed=2×106V/m×600m=1.2×109 V,由公式W=qU可求得释放的电能
一个质量m=80克,带电量q=3×10-8C的半径极小的小球用丝线悬挂起来处在某匀强电场中,电场线水平.当小球静止时,测得悬线与竖直方向夹角为37o,如图所示,(g=10m/s2)
求(1)带电小球受到的电场力大小
(2)该电场的场强大小.
正确答案
(1)0.6(N)- (2) 2×107(N/C)--
(1)小球受力如图: 则电场力
F=mgtan370-----------------------------------------2分
=0.6(N)-----------------------------------------------1分
(2)由F=qE-------------------------------------------------2分
得E=F/q=2×107(N/C)-------------------------------
(附加题)如图所示,有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量为m=1.00×10-2kg的带电小球A和B,它们的电量
分别为-q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之间用第三根线连接起来.其中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图所示.现将O、B之间的
线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少(不计两带电小球间相互作用的静电力)?
正确答案
设达到新的平衡位置时OA绳与竖直方向夹角为,OB绳与竖直方向夹角为
,由由平衡条件得
对A ----------------------------(1)
--------------------------------(2)
对B ----------------------------------------(3)
--------------------------------------------(4)
联立得
------------------------------------------------------------------------5分
重力势能减少
---2分
电势能增加
-------2分
动能变化为0
故机械能与电势能之和减少为 - -----------------------------1分
如图9-37-4所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:
小题1:在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
小题2:A、B两点的电势差UAB为多少?
小题3:匀强电场的场强为多大?
正确答案
小题1:
小题2:5000V
小题3:
小题1:根据电场力做功与电势能的变化之间的关系,可知把电荷从A点移到B点电场力对电荷做功
.(从力与位移的夹角来看,电场力做负功)
小题2:A、B两点之间的电势差
小题3:匀强电场的场强
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