- 电场:电流
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用长为L的绝缘细线栓一只质量为m,电荷量为q的小球,如图所示,线的另一端固定在水平方向的匀强电场中,开始时将带电球拉到成水平位置,小球由静止从A点向下摆动,当细线转过60°角,小球到达B点时,速度恰好为零,试求:
(1)B、A两点电势差为多少?
(2)匀强电场的场强E为多大?
(3)小球到达B点时,细线的拉力多大?
正确答案
(1) (2)
(3)
在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为2×10-8C,相距20cm,则它们之间的相互作用力为______N.在两者连线的中点处,电场强度大小为______N/C. (K=9.0×109Nm2/c2)
正确答案
已知真空中两点电荷的电量均为q=2×10-8C,距离r=0.2m,根据库仑定律得
电荷间的作用力F=k=9×109×
N=9×10-5N
两点电荷在中点处产生的场强大小为E=k=1.8×104N/C,方向相同,则在两者连线的中点处,电场强度大小为E合=2E=3.6×104N/C
故答案为:9×10-5,3.6×104
在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了1J,已知A、B两点间距为8cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,问:
小题1:在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功?
小题2:A、B两点间的电势差为多少?
小题3:该匀强电场的电场强度为多大?
正确答案
小题1:-1J
小题2:
小题3:
匀强电场中有A、B、C三点,构成边长为10cm的等边三角形,如图所示,一粒子从A沿直线移到B的过程中电场力始终不做功,带电量为q=2×10—6C的负电点电荷,由B移到C的过程中克服电场力做功为4×10—4J。由此可知,A、C两点的电势差UAC= V,电场强度大小为 V/m(保留两位有效数字)。
正确答案
3.5×102, 4.0×103
试题分析:粒子从A沿直线移动到B的过程电场力始终不做功,说明AB为等势面φA=φB,由B移动到C的过程中电场力做功-4
×10—4J 解得:UBC=UAC=
=3.5×102V;C到AB的距离为
如图所示,在水平向左的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=600的位置B时速度为零,则电场强度E=_______,球在B点时,细线拉力为T=__________.
正确答案
,
带电小球从A运动到B过程中,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理可得,所以
,在B点时拉力
如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm位置上.
(1)写出电场强度大小相等的位置坐标:______
(2)写出电场强度方向沿轴正方向的位置区间:______.
正确答案
(1)某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式:E=
所以要使电场强度大小相等,不会在Q1的左边,因为Q1的电荷大于Q2,能在Q2右边.
设该位置据Q2的距离是L,所以有:=
解得:L=6cm
所以x坐标轴上x=12cm处的电场强度大小相等.
可能在Q1 Q2之间,设该位置据Q2的距离是L′:=
解得:L′=2cm或-6cm(舍去)
所以x坐标轴上x=4cm处的电场强度大小相等.
(2)在Q1 Q2之间,正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向沿x轴正方向,所以实际场强也是沿x轴正方向,
根据点电荷的场强公式得x坐标轴大于12cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域.
所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
故答案为:(1)X=4cm,X=12cm;(2)(0,6cm),(12cm,+∞)
如图所示,匀强电场中的三点A、B、C构成一个边长为0.1m的等边三角形.已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为100V、60V和20V,则此匀强电场的场强大小E=______V/m.若将电量为1.0×10-10C的正电荷从A点移到B点,电场力所做的功W=______J.
正确答案
因UAB=φA-φB=100-60=40V;UBC=φB-φC=40V; UAC=φA-φC=80V.
所以过B点做AC的垂直平分线,该题直线是该电场的一个等势面.所以AC的方向就是该电场的一条电场线.所以:E==
=800V
正电荷从A点移到B点,电场力做功:W=qUAB=1.0×10-10×40J=4×10-9J
故答案为:800V/m;4×10-9J.
(12分)如图,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10-17J的功,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若A板接地,D点电势为多少?(电子带电量e=)
正确答案
(1) (2)
(3)
试题分析:(1)平行金属板之间为匀强电场,由可知:
即
由
可知:
方向A指向B
(2)由可知:
(3)
的适用条件是匀强电场其次d是沿电场线方向两点之间的距离.
将一带电量为2×10-8C的检验电荷放入某点电荷Q的电场中P点时,受到的电场力为 2×10-2N,则P点的电场强度为______N/C;若将带电量为4×103C的检验电荷放入P点,则P点的电场强度为______N/C;如果移走检验电荷,则P点的电场强度为______ N/C.
正确答案
由公式E==106N/C
若将带电量为4×103C的检验电荷放入P点,则P点的电场强度不变,为106N/C
如果移走检验电荷,则P点的电场强度不变为106N/C
故答案为:106,106,106
如图所示,绝缘水平板面上,相距为L的A、B两个点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点,C、D是AB连线上的两点,AC=CO=OD=OB=1/4L.一质量为m、电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从C点出发,沿直线AB向D运动,滑动第一次经过O点时的动能为nE0(n>1),到达D点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平板面之间的动摩擦因数μ;
(2)OD两点间的电势差UOD;
(3)小滑块运动的总路程s.
正确答案
(1)2E0/Lmg (2) (1-2n) (3)
(1)根据动能定理.
C―→O:W电+Wf=nE0-E0①
O―→D:W电′+Wf=0-nE0②
Wf=-μmg③
根据题意W电=-W′电④
联立①②③④解得μ=2E0/Lmg.⑤
(2)根据动能定理,O到D过程有
qUOD-μmg=O-nE0⑥
解⑤⑥得U0D= (1-2n).⑦
(3)由初始C点至最终停止于O点,根据动能定理有qUCO-μmgS=0-E0⑧
UCO=-UOD⑨
联立⑤⑦⑧⑨解得总路程S=.⑩
右图为某电场的部分电场线。由图可知A、B两点的场强大小,EA EB(选填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
>
试题分析:电场线的疏密程度可表示的电场强度的大小,电场线越密,电场强度越大,从图中可得A点的电场线比B点的电场线密,所以
点评:电场线的疏密可表示电场强度的强弱,
在电场中A点放一个电量q = -210-8C的电荷,受到电场力大小为6
10-6N,A点电场强度大小为_______N/C.如果在A点放一个
=+4
10-8C的电荷,它受到的电场力大小为_______N,方向跟A点电场线的方向_______(相同/相反).如果拿走电荷
则A点电场强度大小为_______ N/C.
正确答案
300,1.2×10-5 相同,300
试题分析:由场强的定义式,由变形公式得
,由于是正电荷,所以电场力的方向与电场线的方向相同,如果拿走电荷
则A点电场强度大小不变仍为300N/C.
点评:本题要求学生明确电场中某一点的场强应由电场本身决定,与试探电荷无关。
如图所示,竖直方向的直线是匀强电场的电场线。质量为m、带电量为-q的质点P,从电场边缘的A点射入该电场,并沿直线AB从B点射出电场。直线AB跟电场线夹角为?,A,B两点间的距离为d,匀强电场的场强E= ,AB两点间的电势差为 。
正确答案
mg/q; mgdcos?/q
质点做直线运动,合力与速度共线,由题可知电场力与重力等大反向,
,根据
=
把一个电量q=5×10-9C的正电荷放在电场中的A点,测得受到的电场力大小为5×10-4N,方向水平向右,则A点的场强是______N/C,方向______,若将该正电荷移走,A点场强为______N/C.
正确答案
根据电场强度的定义式E=可得A点的电场强度E=
=
=105N/C,且场强的方向水平向右;
由于电场强度E与试探电荷的有无、电荷量的大小无关,故将该正电荷移走后,A点场强仍为1.0×105N/C.
故本题的答案为:1.0×105N/C;向右;1.0×105N/C.
如图所示,A、B两带电小球可视为点电荷,QA=2×10-8C、QB=-2×10-8C,A、B相距3 cm.在水平外电场的作用下,A保持静止,悬线处于竖直方向,由此可知水平外电场的场强大小为 ,方向 .
正确答案
2×105N/C 向左
分析:A球带正电,B球带负电,B对A的吸引力水平向左,要使A处于竖直方向平衡,就要加一个水平向左的电场,使A受到的电场力等于B球对A的吸引力.
解答:解:由题意可知A球受力平衡,水平方向合外力等于零,B对A的作用力向右,所以要加一个水平向左的电场,且EQA=k
代入数据解得:E=2×105N/C
故答案为:2×105N/C;水平向左
点评:本题主要考查了库仑定律及电荷在电场中要受到力的作用,根据小球受力平衡求解,难度不大,属于基础题.
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