- 电场:电流
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如图所示,在某一点电荷Q产生的电场中,有a、b两点.其中a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成120°角;b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成150°角.则关于a、b两点场强大小关系为__________;电势Φa____Φb(填>、<、=)
正确答案
_Ea=3Eb___; _>_
a点电场线与b点电场线方向相交于O点,则该场源电荷位于O点处,三角形Oab为直角三角形,设ab间的距离为d则,所以根据公式
可得Ea=3Eb,该场源电荷为正电荷,所以距离场源电荷越近,电势越低,故
绝缘细绳的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带电量为q、质量为m的小球,当空间建立水平方向的匀强电场后,绳稳定处于与竖直方向成角的位置,如图17所示。求:若细绳长为L,让小球从角处释放,王明同学求解小球运动至某点的速度的过程如下:由动能定理
得:
你认为王明同学求的是小球到达最低点O'的速度,还是到达角即平衡位置处的速度?如果都不正确的话,解出正确结果。
正确答案
王明同学的解既不是最低点O'的速度,也不是平衡位置的速度。
因为小球在θ=600处处于平衡,因此小球从θ=300的A点释放,它不会往A点的左边运动,而是以θ=600处为中心、以A点为端点来回摆动,即小球不会运动至最低点O'
平衡位置处的速度的正确求解应该是:据动能定理有
解得
如图所示,一个质量m,带电量为-q半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中(电场线与水平面平行)当小球静止时,测得悬线与竖直线夹角为30°,求该匀强电场的场强大小及方向。
正确答案
F="mg" tan30o
E=F/q=mgtan30O/q 方向水平向右
:①小球在电场中受重力、电场力、拉力三个力,合力为零,则知电场力的方向水平向左,而小球带负电,电场强度的方向与负电荷所受电场力方向相反,所以匀强电场场强方向水平向右.
②由图,根据平衡条件得qE=mgtan30° 得E=.
如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角,一电子(其电荷量为e=1.6×10-19C)从a移到b电场力做功为Wab=3.2×10-18J求:
(1)匀强电场的场强大小及方向。
(2)电子从b移到c,电场力对它做功。
(3)设φa=0,则电子在c点的电势能为多少?
(4)a、c两点的电势差等于多少?
正确答案
(1)电子从a移到b电场力做正功,可知电场力方向向右,则电场强度方向水平向左.
由Wab=qEab,得E==400V/m
(2)电子从b移到c,电场力做功Wbc=qEbc?cos60°=3.84×10-18J
(3)电子从a移到c,电场力做功Wac=Wab+Wbc=7.02×10-18J
电子电势能减小7.02×10-18J.
设φa=0,则电子在c点的电势能为-7.02×10-18J.
(4)a、c两点的电势差Uac=≈-44V.
一半径为R、电量大小为Q的均匀带电圆盘,在其轴线上离圆心O距离为r(r>>R)的P点处产生的场强大小为____________,若圆盘带负电,在P点的场强方向为__________________(静电力常量为k)。
正确答案
k, 沿PO方向
在其轴线上离圆心O距离为r(r>>R)的P点处产生的场强,可以把圆盘看做点电荷,E=,方向沿po方向。
用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,质量1.0×10-2kg,所带电荷量为+2.0×10-8C,现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与铅垂线成,如图,求这个匀强电场的电场强度。
正确答案
小球受力如图,在三力作用下平衡
则 Tx="qE " 且Tx=TSin30°
Ty="mg " 且Ty=TCos30°
解之得
带有8.0×10-8C电荷量的等量异种点电荷相距20cm,则连线中点处的电场强度是
N/C,与这两个点电荷距离都为20cm处的电场强度大小是 N/C。
正确答案
1.44×105,1.8×104
略
用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆档´1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档´100
e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔________________。
根据右图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为________W。
正确答案
cabe 30000
欧姆表测电阻的原则是读数在中值附近,而此欧姆表的中值阻值为30欧左右,几十kW的电阻应选´1k档。
选档后要欧姆调零,测量完成后要对准交流最大档。
顺序cabe
读数×倍率=30×1000=30000W
.如右图所示,长为L的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处,当达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内距右端L/2处产生的场强大小为 。
18.有一充电的平行板电容器,两板间电压为3V,现使它的电量减少3×10-4C,于是电容器两极板间电压降为原来的,此电容器的电容是 μF,电容器原来的带电量是 C.
正确答案
物体带电有接触起电,有感应带电,有摩擦起电.对于感应带电,是利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原理.
解:水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒内距离左端处产生的场强大小与一带电量为q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等,则有:E=
故答案为:
(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)5.0×103 N/C(2)20 V
(1)A点电场强度的大小
EA =N/C =5.0×103 N/C ------------- 5分
(2)A、B两点间的电势差
V =" 20" V ---------------------- 5分
在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0 m。已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标。
正确答案
解:(1)由图可得B点电场强度的大小EB=
因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴正方向,故B点场强方向沿x轴负方向
(2)因A点的正试探电荷受力和b点的负电荷受力均指向x轴正方向,故点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电。设点电荷Q的坐标为x,则
,
由图可得EA=40N/C
解得x=2.6 m
在如图所示的电场中,一电荷量q=+1.0×10-8C的点电荷在电场中的A点所受电场力F=2.0×10-4N.求:
(1)A点的电场强度E的大小;
(2)请在图中画出该点电荷所受电场力F的方向.
正确答案
(1)A点电场强度的大小E==
N/C=2.0×104N/C
(2)根据正电荷受力方向和电场方向一致可得:点电荷在A点所受电场力的方向如右图所示
答:(1)E=2.0×104N/C
(2)受力方向如右图所示.
A、B是电场中的一条直线形电场线,若将一个带正电的点电荷从A点由静止释放,它在电场力作用下沿电场线从A向B运动过程中的速度一时间图像如图所示。若用φA、φB、EA、EB分别表示A、B两点的电势和场强,则A、B两点的电势由高到低依次为______________,A、B两点的场强由强到弱依次是______________。
正确答案
φA、φB,EA、EB
如图,在匀强电场中,a、b两点连线与电场线成60角.将正电荷由a点移到b点,电场力做正功,可以判定电场线的方向是______(填斜向上或斜向下).如果ab相距0.20m,场强为2×103N/C,正电荷的电量为4×10-4C,则从a到b电荷的电势能变化了______焦耳.
正确答案
将正电荷由a点移到b点,电场力做正功,说明电场力方向斜向上,电场线方向斜向上.
将电荷从a移到b,电场力做功为W=qEabcos60°=4×10-4C×2×103×0.2×0.5J=0.08J>0,则电荷的电势能减小了0.08J.
故答案为:斜向上,0.08
如图所示,某点电荷产生的电场中电场线上有M、N两点.在M点静止释放一个电荷量大小为4.0×10-6C的正点电荷q,q受到的电场力F=1.2×10-2N,方向向右.则M点的电场强度E=______N/C;场源电荷是______电荷.(选填“正”或“负”)
正确答案
M点的电场强度E==
N/C=3000N/C
M的场强方向与正点电荷所受的电场力方向相同,向右,说明场源电荷带负电.
故答案为:3000,负
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