- 电场:电流
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在如图所示的电场中,一电荷量q = +1.0×10-8 C的点电荷在A点所受电场力F= 2.0×10-4 N.A点的电场强度E= ;
请在图中画出该点电荷所受电场力F的方向.
正确答案
,向右
试题分析:根据公式可得
点评:做好本题的关键是对公式的正确掌握
(1)下列过程中,没有利用电磁波的是_______________。
A.电视机接收卫星电视信号 B.移动电话通话
C.电风扇通电后正常运转 D.雷达发现飞机
(2)[3分]物理学中描述电场强弱的物理量是_________。
A.电流 B.电荷量 C.电场强度 D.磁感应强度
(3)[3分]在国际单位制中,电容的单位是____________
A.法拉 B.伏特 C.安培 D.欧姆
(4)[3分]下列说法正确的是__________
A.电磁感应现象是牛顿发现的
B.交流发电机发出的电流方向不变
C.升压变压器的原、副线圈匝数相同
D.远距离输电要用高电压,是为了减少输电线上的电能损失
(5)[4分]当螺线管中通入如图所示的电流时,位于它B端附近的小磁针____________(填“会”或“不会”)发生偏转,螺线管A端的磁极是____________(填“N极”或“S极”)
(6)[6分] 一根长L=0.2m的直导线,通有I=2A的电流,放入磁感应强度B=1T的匀强磁场中。问:
①当导线方向与磁场方向平行时,导线会不会受到安培力?
②当导线方向与磁场方向垂直时,导线受到的安培力是多大?
正确答案
(1) C (2) C (3)A(4)D(5)会N极(6)①不会 ②0.4N
试题分析:(1)电风扇通电后正常运转是将电能转化为机械能,没有用到电磁波,故选C
(2)物理学中描述电场强弱的物理量是电场强度,
(3)电容的单位是法拉,伏特是电压的单位,安培是电流的单位,欧姆是电阻的单位,故选A
(4)法拉第发现电磁感应,A错误,交流电的方向每个周期变化一次,B错误,升压变压器原线圈中的匝数大于副线圈中的匝数,C错误,输电过程中输送功率一定,所以根据公式可得输送电压越高,输送电流就越小,即输电线上损耗的电能就越小,D正确,故选D
(5)根据电流的磁效应可得当螺线管中通入如图所示的电流时,螺线管中产生磁场,所以B端附近的小磁针发生偏转,,根据安培定则可得A端的磁极为N极,
(6)①当通电导线和磁场方向平行时,没有磁场力的作用,
②根据公式可得F=0.4N
点评:对这些基础知识,要求比较高,所以在平时的学习中需要注意
把带电量为q的试探电荷放在电场中的A点时,受到的电场力为F,则A点的电场强度为 ;若改将带电量为2q的试探电荷放在A点,则该试探电荷受到的电场力为 ,此时A点的电场强度为 。
正确答案
F/q ; 2F ; F/q
试题分析:由电场力公式F=qE,E=F/q,若改将带电量为2q的试探电荷放在A点,则该试探电荷受到的电场力为2qE=2F,电场强度与试探电荷无关,所以A点电场强度不变
点评:难度较小,明确场强大小根据电场力与试探电荷电量的比值计算
一轻绳上端固定,下端连有一质量为m、带电量为q的小球,现加一水平方向的匀强电场,使小球平衡时轻绳与竖直方向成θ角,则此电场场强的大小为 .
正确答案
mtanθ/q.
略
如图1-21所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10 V,φB=4 V,φC=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4 cm,试确定:
(1)该电场中的一根电场线;
(2)场强E的大小.
正确答案
(1)电场线如解析图中ME所示 (2)200 V/m
(1)如图所示,用D、F、G把AC四等分,因此φD=7 V,φF=4 V,φG=1 V,连结BF直线便是电场中电势为4 V的等势线,过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向,便得到一条电场线.
(2)如图,B、C两点在场强方向上的距离dBC=CN=CFsin60°=× cm=3 cm,所以由E===200 V/m.
(1)小球到达b点的速度大小。
(2)小球从b点进入虚线下方,当再一次回到虚线时离b点的距离是多少?
(3)若小球从a点开始运动到第二次过虚线时所用时间为t,则小球在杆上运动的时间为多少?
正确答案
(1)Vb=E/μB(2)2mE/μqB2 (3)t1=t-πm/qB
(1)小球在沿杆向下运动时,受力情况如图所示:
当小球在杆上做匀速运动时由平衡条件得:
在水平方向有: N= qvbB (1) 2分
在竖竖直方向有: qE=f (2) 1分
又因摩擦力: f=μN (3) 1分
由(1)(2)(3)式解得小球到达b点的速度为:
Vb=E/μB (4) 1分
(2)小球在磁场中做匀速圆周运动,由洛仑兹力提供向心力:
(5) 2分
解得半径为:R=mE/μqB2
小球离b点的距离为:s=2R=2mE/μqB2 (6) 2分
(3)小球在磁场中做匀速圆周运动,周期为
T=2πR/vb=2πm/qB (7) 2分
从b运动到第二次过虚线所用时间为:t2=T/2 1分
所以小球在杆上运动的时间为:t1=t-t2 (9) 1分
由(7)(8)(9)式解得:t1="t-πm/qB " 1分
如图所示,A、B两个小球用绝缘细线悬挂在支架上,小球A带2×10-3C的正电荷,B带等量的负电荷,两悬点相距3cm,在外加水平方向的匀强电场的作用下,两球都在各自悬点正下方处于平衡状态,(两带电小球皆可视为点电荷)则:
①判断所加匀强电场的方向。
②求该匀强电场场强的大小。
正确答案
①水平向左②
(8分)解:以A球为研究对象,其竖直方向受重力和绳拉力,水平方向受B的电场力和外加电场的电场力。A处于平衡态,即外加场强大小应等于B电荷在A处产生的场强大小,方向与其相反。B在A处场强
方向:水平向左。
本题考查的是对场强的计算的问题,根据库仑定律可以判断场强方向,根据场强的定义式可以计算场强的大小;
如图1-21所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10 V,φB=4 V,φC=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4 cm,试确定:
(1)该电场中的一根电场线;
(2)场强E的大小.
正确答案
(1)电场线如解析图中ME所示 (2)200 V/m
(1)如图所示,用D、F、G把AC四等分,因此φD=7 V,φF=4 V,φG=1 V,连结BF直线便是电场中电势为4 V的等势线,过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向,便得到一条电场线.
(2)如图,B、C两点在场强方向上的距离dBC=CN=CFsin60°=× cm=3 cm,所以由E===200 V/m.
如图所示,把电量为-5×10-9 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);若A点的电势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为________J.
正确答案
增大 -2.5×10-8
负电荷顺着电场线移动,电势能增加,电场力做负功.WAB=qUAB=q(UA-UB)=-5×10-9×(15-10)J=-2.5×10-8J.
(1)此电场的场强是多大?
(2)此电荷只在电场力作用下从静止开始移动了0.4m而到达B点,到达B点时电荷的动能有多大?
(3)A、B两点间的电势差是多少?
正确答案
(1)500N/c (2)200V
质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2
的M、N两点,平衡时小球A、B 的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角α=30°,当外加水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为α=30°,求
(1)A、B小球电性及所带电量Q;
(2)外加匀强电场的场强E。
正确答案
(1)A球带正电,B球带负电
两小球相距d=2l-2lsin30°=l
由A球受力平衡可得:
解得:
(2)此时两球相距
根据A球受力平衡可得:
解得:
如图所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点,OP=L,试求P点的场强。
正确答案
设想将圆环等分为n个小段,当n相当大时,每一小段都可以看做点电荷。其所带电荷量为,由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为:
由对称性可知,各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量相互抵消,而E的轴向分量
之和即为带电环在P处的场强
。
。
正确答案
如图所示,在BC连线的中点D处的电势必为零;同理,把AC线段等段成三份,分点依次为F、G,在点G处的电势也必为零,连接DG即为匀强电场中后条等势线,根据电场线与等势线垂直,可以画出电场中的电场线,如图中实线所示,由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向。
在场强为E的匀强电场中,放一个电量为Q的点电荷,并以它为圆心在平行于电场线的平面内做一个圆。过圆心的电场线和圆交于A、B两点,A、B的垂直平分线交圆于C、D,如右图所示。A点的电场强度是零。电荷带 电,圆的半径R= ,B点的合场强大小是 ,C点的合场强大小是 。
正确答案
、负、、2E、
因为A点电场强度为零,所以可知点电荷的电场与匀强电场合场强为零,即可判断A处场强方向指向点电荷Q,则说明电荷带负电,因为,所以可知圆的半径R=
,B点的合场强大小是
,因为ABC在同一圆周上,所以各点电场强度大小相等,则C点的合场强大小是
故答案为:负、、2E、
在一个点电荷电场中,在离该点电荷距离为r0的一点,引入电量为q的试探电荷,所受电场力为F。则离该点电荷为r处的场强大小为___________
正确答案
分析:根据库仑定律和电场强度的定义式就可推导出点电荷的场强表达式
解答:解: 由库仑定律得:F=K,因为 E=k
,故离该点电荷为r处的场强大小为
故答案为:
点评:点电荷周围的电场与试探电荷无关,推导场强公式时,要注意区分哪个是检验电荷、哪个是试探电荷
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