- 电场:电流
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如图甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上的两点,其中Q1带正电荷位于原点O,a、b是它们的连线延长线上的两点.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a,b两点时的速度分别为va、vb,其速度随坐标x变化的图象如图乙所示,则以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在b点前做减速运动,根据动能定理可知,故电场力做负功.故A错误确
B、在b点前做减速运动,b点后做加速运动,可见b点的加速度为0,则在b点受到两点电荷的电场力平衡,可知Q2带负电,且有,所以Q2<Q1.故B正确;
C、该电荷从a点到b点,做减速运动,且该电荷为正电荷,电场力做负功,所以电势能增大,电势升高,所以b点电势较高.故C错误
D、粒子从a到b,速度减小,电场力做负功,故电势能增大,粒子在a点的电势能比b点的电势能小,故D错误
故选:B.
两个带等量正电的点电荷,电量分别为q,固定在图中a、b两点,ab=L,MN为ab连线的中垂线,交直线ab于O点,A为MN上的一点,OA=
L.取无限远处的电势为零.一带负电的试探电荷q,仅在静电力作用下运动,则( )
正确答案
解析
解:A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示,其中a、b连线的中垂线MN上,设任意点P到O的距离是x,a到O的距离是,则a在P产生的场强:
.在 a、b连线的中垂线MN上的分量:
=
展开得:=
由三项式定理:得
由于故试探电荷所受的电场力是变化的,q由A向O的运动时的电场力先增大,后减小,所以加速度先增大,后减小,故A正确.
B、若q从A点由静止释放,一直做加速运动,在O点速度最大;故B错误.
C、从A到O过程,电场力做正功,动能增大,电势能逐渐减小,故C错误.
D、负电荷在A点受到的电场力的方向竖直向下,根据等量同种点电荷的电场分布的空间对称性可知,若在A点给q一个合适的初速度,使它在A点受到的电场力恰好等于向心力,它可以在与两个电荷的连线垂直的平面内做匀速圆周运动,故D正确.
故选:AD
如题图所示中实线为电场线,虚线为等势线,a、b两点电势分别为φa=-50V,φb=-20V,则ab连线的中点c的电势φc______-35V (填“>”、“=”、“<”),a、b、c三点中电场强度最大的是______点.
正确答案
>
a
解析
解:由图看出,ac段电场线比bc段电场线密,ac段场强较大,根据公式U=Ed可知,c、a间电势差Uac大于b、c间电势差Ucb,即φc-φa>φb-φc,得到φc>=-35V.
a处电场线最密,则a点的电场强度最大.
故答案为:>、a
下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比,故A错误.
B、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,取决于电容器本身,并不是电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,故B错误.
C、根据点电荷的场强公式E=k知:Q是场源电荷,所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比,与该点到场源电荷距离的平方成反比,故C错误.
D、据电势差的定义式UAB=知,带电量为1C正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,即电场力做功为-1J,则A、B点的电势差为-1V,故D正确.
故选:D.
如图所示,在某电场中画出了四条电场线,C、D两点是AB连线的三等分点.已知A点的电势为φA=30V,点的电势为φB=0V,则( )
正确答案
解析
解:由图看出,AC段电场线比CD段、DB段电场线密,则AC段场强最大,根据公式U=Ed可知,A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCB和D、B间电势差UDB
所以 UAC>=
(φA-φB)=10V,即φA-φC>10V,又φA=30V,可知φC<20V.故B正确.
故选:B.
如图所示,a、b、c是一负点电荷产生的电场中的一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,用Ea、Eb、Ec表示a、b、c三点的电场强度,可以判断( )
正确答案
解析
解:由电场强度:E=,而F由库仑定律F库=
,即同一试探电荷q,离负电荷越远库仑力越小,由电场线的方向可知a 离负电荷最远.则Ea<Eb<Ec故选:B
如图所示为某区域的电场线,A、B为电场中两点,一个电荷量q=-1.0×10-8C的点电荷在A点所受的电场力大小为FA=2.0×10-5N.
(1)在图中画出该负电荷在A点所受电场力的方向;
(2)求A点电场强度EA的大小.
正确答案
解:(1)负电荷在A点所受电场力的方向沿电场线切线的相反方向,如图.
(2)A点电场强度EA的大小 =
=2×103N/C
答:(1)在图中画出该负电荷在A点所受电场力的方向如图所示;
(2)A点电场强度EA的大小为2×103N/C.
解析
解:(1)负电荷在A点所受电场力的方向沿电场线切线的相反方向,如图.
(2)A点电场强度EA的大小 =
=2×103N/C
答:(1)在图中画出该负电荷在A点所受电场力的方向如图所示;
(2)A点电场强度EA的大小为2×103N/C.
如图甲所示,MN为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属板原来不带电.在金属板的右侧,距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.P是点电荷右侧,与点电荷之间的距离也为d的一个点,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.图乙中两异号点电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别求出了P点的电场强度大小,一共有以下四个不同的答案(k为静电力常量),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右,
两个异号点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,乙图上+q右侧d处的场强大小为
E=k-k
=k
根据题意可知,P点的电场强度大小与乙图上+q右侧d处的场强大小相等,即为k.
故选:A.
(2015秋•辽源期末)某电场的电场线分布如图所示,将一电荷量q=2×10-9C的试探电荷由电场中的a点移到b点,电荷克服电场力做功为4×10-8J,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、沿着电场线方向电势逐渐降低,则a点的电势比b点电势高.故A正确;
B、b点的电场线比a点电场线密,则a点的电场强度小于b点的电场强度.故B正确;
C、试探电荷由电场中的a点移到b点,电荷克服电场力做功说明电荷受到的电场力的方向从b指向a,与电场线的方向相反,电荷带负电.故C错误;
D、根据W=qU得,U=V.故D正确.
故选:ABD
(2015秋•南充校级期中)下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场是客观存在的;电场线并不存在,是虚拟的,是人为引入的.故A正确;
B、电场强度公式E=只适用于匀强电场;故B错误;
C、电容的定义式C=,与电容器极板上电量无关,与极板之间的电势差也无关,故C错误;
D、电流既有大小又有方向,但电流的计算使用代数方法,不是使用平行四边形点则,不是矢量.故D错误;
故选:A
(2014秋•呼伦贝尔校级期末)如图所示,在一电场中有A、B两点,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在电场中A点,场强E是确定的,由E=可知,在A点放入的电荷电量越大,电荷所受电场力越大,但A点的场强不变.故A错误.
B、由图看出,B点处电场线比A点处电场线疏,则场强B点场强小于A点场强.故B错误.
C、对于给定的电场,A点的场强是唯一确定的,与放入的电荷无关,由电场本身决定.故C正确.
D、由图得知,A点场强大于B点场强.而两点电场线切线方向不同,说明场强方向不同.故D错误.
故选:C
关于电场线和电场强度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解;A、电场线的疏密用来描述电场的强弱,电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,并不是画有电场线的地方有电场,未画电场线的地方一定无电场,故A错误
B、电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定,但是与电荷电量的大小以及受力的大小无关,故B错误;
C、正电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向,故C正确;
D、带电粒子在电场中运动的轨迹与带电粒子的初速度的方向以及电场的特点决定的,所以带电粒子在电场中运动的轨迹不一定与电场线重合,故D错误
故选:C
(2015秋•延边州校级期末)如图所示,在直角坐标系点(2,0)处固定一个电荷量为+2q的点电荷,点(-2,0)处固定一个电荷量为-q的点电荷.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在(-2,0)点左侧,根据E=k,+2q和-q产生的电场强度存在一个大小相等、方向相反的点,即存在一个电场强度为零的点;在(-2,0)点到(2,0)点之间,根据E=k
,电场强度方向都是向左,不为零;在(2,0)点右侧,根据E=k
,+2q和-q产生的电场强度总是+2q产生的电场强度大,故不存在一个电场强度为零的点;故在x轴上电场强度为零的点只有一个,故A错误.
B、(0,2)点场强是-q和+2q在该点场强的叠加,-q在该点产生的场强大小 E1=k,+2q在该点产生的场强大小 E2=k
,则(0,2)点的场强大小E=
,故B正确.
C、由(0,0)点沿y轴正向向(0,2)点移动一个正电荷,电场力做正功,电势能减小,则(0,0)点的电势一定高于(0,2)点的电势,故C错误.
D、越靠近负电荷电势越低,将一正试探电荷从(1,1)点移到(-2,-1)点,电势能减小,故D错误.
故选:B
如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若将正电荷由M移到N时,静电力做负功,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据电势差的定义可知:UAB=,由于从M点移到N点时,电场力做负功,所以M点的电势小于N点的电势,故A错误;
B、根据题意从M点移到N点,电场力做负功,因此负电荷受力从N指向M,电场线方向为从M到N,故B正确;
C、一条电场线不能反映电场线的疏密,无法判断电场强度的大小,M点的电场强度不一定比N点的电场强度大,故CD错误;
故选:B.
如图甲中的A B是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图象,由此可判定( )
正确答案
解析
解:由电场强度的定义式E=得知: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,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置在A侧,
由于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AC正确.
故选AC.
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