- 电场:电流
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如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个不同的等势面,设两相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后(只受电场力作用)的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的交点,由此可以判定( )
正确答案
(2015秋•林州市校级期中)如图所示的电场中,AB=BC,UAB、UBC分别表示A、B两点间和B、C两点间的电势差,则两者的关系正确的是( )
正确答案
解析
解:电场线密的地方电场强度大,电场线稀的地方电场强度小,故EA<EB<EC,则,
根据得:UAB<UBC ,故C正确;
故选:C.
如图,在负点电荷Q产生的电场中,将两个带等量正电荷的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、负点电荷的电场线从无穷远到负电荷终止,根据顺着电场线方向电势逐渐降低,则知A点电势小于B点电势.故A错误.
B、由点电荷场强公式E=k分析可知,A点的场强大于B点的场强.故B错误.
C、A点电势小于B点电势,正电荷在电势高处电势能大,则知q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能,故C正确.
D、由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,根据电场力做功公式W=qU,得知W1>W2,故D错误.
故选:C.
如图甲所示,AB是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图乙所示.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由公式E=,知φ-x图象的斜率大小等于电场强度,由几何知识得知,图象的斜率逐渐减小,则从A到点B场强减小,则有EA>EB.故A错误;
BD、由图看出,电势逐渐降低,可判断出电场线的方向从A到B,电子在移动过程中,电场力对电子做负功,电子的动能减小,速度减小,而电子的电势能增大.即有vA>vB,EPA<EPB.故B错误,D正确.
C、电场线的方向从A到B,则A、B两点的电势 φA>φB.故C正确.
故选:CD
如图所示,甲图中AB是一条电场线,乙图则是放在电场线a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数图象,则以下分析正确的是( )
正确答案
解析
解:由电场强度的定义式E=得 F=qE,可知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,而该电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置必定在A侧.
由于检验电荷的电性未知,电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷.故ABC正确,D错误.
故选:ABC.
如图所示,平行实线表示电场线,但方向未知,一个正电荷的带电量为2×10-2C,该电荷只在电场力作用下由A点移到B点,动能减小了0.2J,若A点电势为-20V,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、D由于电荷只受电场力作用,动能减小,电场力对电荷必定做负功,而电场力指向轨迹的内侧,所以电荷运动的轨迹可能是图中曲线②,电场力方向水平向左,电荷带正电,则电场线方向一定向左,故AC错误,D正确.
B、电荷的动能减小了0.2J,则电场力做功为W=-0.2J,A、B间的电势差为:UAB==
V=-10V
又UAB=φA-φB,φA=-20V,解得:φB=-10V,故B正确.
故选:BD.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场是实际存在的物质,不是理想化模型,而电场线是为形象描述电场而假想的,故A错误.
B、电荷在等势面上移动时电场力不做功,不是不受电场力,而是电场力与等势面垂直,所以移动电荷时,电场力不做功,故B错误.
C、场强由电场本身决定,与试探电荷无关,所以无论试探电荷的q值(不为零)如何变化,F与q的比值始终不变,故C正确.
D、等势面上各点电势相等,场强方向与等势面垂直,而场强大小不一定相等,故D错误.
故选:C.
如图所示,为负点电荷电场中的一条电场线.A、B是该电场线上的两点,EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小.则下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据电场线从无穷远出发到负电荷终止,可知,负电荷在B点右侧,A点离负电荷较远,由真空中点电荷场强公式E=k分析可得EA<EB.故C正确.
故选:C.
(2015秋•宜兴市校级期中)如图甲所示,Q1、Q2为两个被固定的点电荷,其中Q1带负电,a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:AC、从速度图象上看,可见a到b做加速度减小的减速运动,在b点时粒子运动的加速度为零,则电场力为零,所以b点的场强一定为零.Q1对负电荷的电场力向右,则Q2对负电荷的电场力向左,所以Q2带正电.故A错误,C正确.
B、b点场强为零,可见两点电荷在b点处产生的场强大小相等、方向相反,根据E=k,b到Q1的距离大于到Q2的距离,所以Q1的电量大于Q2的电量.故B错误.
D、整个过程中粒子的动能先减小后增大,根据能量守恒其电势能先增大后减小.故D正确.
故选:CD.
在如图所示的电场中,一电荷量q=-1.0×10-8C的点电荷在A点所受电场力大小F=2.0×10-4 N. 则A点的电场强度的大小E=______N/C; 该点电荷所受电场力F的方向为______.(填“向左”“向右”)
正确答案
2.0×104
向左
解析
解:A点电场强度的大小为:
E=N/C=
=2.0×104N/C
根据负电荷受力方向和电场方向相反可得:点电荷在A点所受电场力的方向向左
故答案为:2.0×104; 向左
如图所示,图甲中MN为足够大的不带电接地薄金属板,在金属板的右侧,距离为d的位置上放入一个电荷量为+q的点电荷O,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.P是金属板上的一点,P点与点电荷O之间的距离为r,几位同学想求出P点的电场强度大小,但发现问题很难.几位同学经过仔细研究,从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道:图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中两异种点电荷所带电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别对P点的电场强度方向和大小作出以下判断,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向左,
两异号点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,P点与点电荷O之间的距离为r,
根据点电荷的场强公式E=k,知P点的电场是由两异号点电荷q分别产生的场强叠加产生的,一个电荷+q在P点的场强为E1=k
电场是由两异号点电荷分别产生的场强叠加产生的,如图所示:
据几何关系知:cosθ=
所以P点的合场强为E=2E1cosθ=.
故选:D.
如图所示,两根等长带电棒放置在第一、二象限,其端点在两坐标轴上,棒与坐标轴围成等腰直角三角形,两棒带电量相等,且电荷均匀分布,此时O点场强度大小为E,撤去其中一根带电棒后,O点的电场强度大小变为( )
正确答案
解析
解:两根等长带电棒等效成两个正点电荷如图,
两正点电荷在O点产生的场强的小为E=,故撤走一根带电棒后,在O点产生的场强为
,
故选:B
空间存在水平方向的匀强电场,一电量为q=+10-2C的带电粒子仅受电场力作用由M点运动到N点,动能损失0.1J,已知M点电势为-10V,下列说法正确的有( )
正确答案
解析
解:粒子从M点运动到N点,动能减小,电场力做负功,电场力方向与速度成钝角,又根据电场力将指向运动轨迹的内侧,所以电场力方向向左,电场方向也向左,所以粒子应沿轨迹1运动.
根据动能定理得:qUMN=△Ek,
得UMN==
V=-10V
又UMN=φM-φN,
得φN=φM-UMN=-10V-(-10)V=0,故C正确.
故选:C.
如图所示,为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A点运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F=1.2×10-4N,如图所示.若AB=20cm,α=37°,q=-3×10-7C,A点的电势ϕA=100V,(不计负电荷的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)B点的电势;
(2)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势面,并标明它们的电势;
(3)点电荷q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?
正确答案
解:(1)由F=qE得场强的大小为:E==
=400N/C
A、B间的电势差为:UAB=φA-φB=Ecos37°
则得B点的电势为:φB=φA-Ecos37°=100-400×0.2×0.8=36V
(2)据题意,点电荷匀速地从由A运动到B,电场力与外力F二力平衡,又根据负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,则得场强的方向斜向左上方,画出电场线如图.根据等势线与电场线垂直,画出通过A、B两点的等势线,如图所示.
(3)点电荷从由A运动到B,电场力做功为:W=q(φA-φB)═-3×10-7C×(100-36)=-1.92×10-5J
故点电荷的电势能增大1.92×10-5J
答:(1)B点的电势为36V.
(2)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线如图所示.
(3)q 在由A到B的过程中电势能增大1.92×10-5J.
解析
解:(1)由F=qE得场强的大小为:E==
=400N/C
A、B间的电势差为:UAB=φA-φB=Ecos37°
则得B点的电势为:φB=φA-Ecos37°=100-400×0.2×0.8=36V
(2)据题意,点电荷匀速地从由A运动到B,电场力与外力F二力平衡,又根据负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,则得场强的方向斜向左上方,画出电场线如图.根据等势线与电场线垂直,画出通过A、B两点的等势线,如图所示.
(3)点电荷从由A运动到B,电场力做功为:W=q(φA-φB)═-3×10-7C×(100-36)=-1.92×10-5J
故点电荷的电势能增大1.92×10-5J
答:(1)B点的电势为36V.
(2)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线如图所示.
(3)q 在由A到B的过程中电势能增大1.92×10-5J.
如图所示,一点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J,在B点的电势能为0.80×10-8 J.已知A、B两点在同一条电场线上,该点电荷的电荷量为1.0×10-9C,则( )
正确答案
解析
解:AB、沿电场线方向电势降低,则知A点的电势比B点的低.由题意可知:若该点电荷从A移到B,电势能减小,根据电势能Ep=qφ,可知该电荷带负电.故A正确、B错误.
CD、该点电荷从A移到B,电势能减小量为:△Ep=1.2×10-8 J-0.80×10-8 J=4.0×10-9J,所以电场力做功为:WAB=4.0×10-9J.
则A、B两点的电势差为:UAB==
V=-4V,故C、D错误.
故选:A.
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