- 电场:电流
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如图,AB和CD为等势面,电势分别为U和U′,则U________U′(填“>”“=”或“<”),负电荷q在M点和N点的电势能大小EM________EN;若把q从M移到N是________做功.
正确答案
> < 克服电场力
沿电场线的方向电势越来越低,因此U>U′,负电荷在电势低的地方电势能大,EM<EN,把q从M移到N是电场力做负功.
如图,带箭头的线段表示电场线,一带电粒子只在电场力作用下由
A点运动到B点,图中虚线为其运动轨迹,可判断粒子带 电
(填“正”或“负”),粒子在 点加速度较大(填A或B)。
正确答案
负 , B
电场力与电势的性质专题.电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止,沿电场线的方向,电势降低,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.
电场线的方向向上,根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力的方向为向下,与电场线的方向相反,所以该离子带负电,电场线密的地方电场的强度大,所以粒子在B点受到的电场力大,在B点时的加速度较大.
指出下面四个图中电场线(或等势面)画法有哪些错误.
______________________________________________________.
正确答案
A这种电场线不存在;B电场线应该和等势面(也即导体表面)不垂直;
C电场线起于正电荷终止于负电荷,这个关系只适用于孤立电荷之间;
D此图错误有三处:①沿电场线方向电势应降低,不可能②电场线与等势面应相垂直.③由于电场线分布不均匀,等势面也不可能均匀分布.而应是电场线密集处,等势面也密集,即等电势差的等势面之间距离小.
解题过程 A 设想有一检验电荷q,沿着下图所示的a→b→c→d路径移动一周回到a点的整个过程中电场力将做正功.显然这与电场力做功只与始、未位置有关,而与路径无关这一基本特点不符,故这种电场线不存在.B 静电平衡时,电场中的导体应为等势体,表面为等势面.而电场线应该和等势面(也即导体表面)相垂直.显然B图有悖上述规律.C 静电平衡时,导体是等势体.导体上两部分之间不可有电场线相联.电场线起于正电荷终止于负电荷,这个关系只适用于孤立电荷之间,显然C图是错误的.D 此图错误有三处:①沿电场线方向电势应降低,不可能②电场线与等势面应相垂直.③由于电场线分布不均匀,等势面也不可能均匀分布.而应是电场线密集处,等势面也密集,即等电势差的等势面之间距离小.
思路点拨 电场中的电场线,绝不是随意画出的,它不仅能以切线方向和分布的疏密程度表示场强的方向和大小,而且要符合包括电场力做功特点及电场中导体在静电平衡时所具特性在内的所有规律.也就是说凡该电场中电场力做功有悖正常规律、凡电场中的导体也有悖于静电平衡时的基本规律的电场线都肯定是错误的.
(4分)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:电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密表示电场越强,电场线越疏表示电场越弱,即A点的电场强度大于B点的电场强度。
如图所示,、
、
是匀强电场中的三点,这三点构成等边三角形,每边长
,将一带电量
的电荷从
点移到
点,电场力
;若将同一点电荷从
点移到
点,电场力做功
,试求场强E。
正确答案
匀强电场中电场线、等势面的作图是描述电场、理解电场属性的重要方法,由题意电荷由到
、由
到
电场力做功分别为:
、
可得
;
若设电热、则
、
;可将
三等分,使
,于是
即
,过
可作等势面,如图8-6所示,为了便于求场强E过
作电场线E,并过
作
的平行线。在
中,
、
和
由正弦定理: 可解
故场强,显然,若不能正确作图很难求出场强。
一条平直的电场线上有A、B、C三点,把m=2×10-9kg,q=-2×10-9C的粒子从A点移到B点,电场力做1.5×10-7J的正功,再把该电荷从B点移到C点,电场力做功-4×10-7J,
求(1)粒子从A点移到C点的电势能变化
(2)电势差UAB
(3)C点的电势(设以A点的电势为零)
正确答案
(1)增加了2.5×10-7J
(2)UAB=75J
(3)=-125V
略
一负电荷从电场中的A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图所示.则A、B两点φA________φB,EA________EB。
正确答案
< <
从图线中可以看出电荷在电场力的作用下做加速运动,即电场力做正功,所以负电荷的运动方向是逆着电场线方向运动,因为沿电场线方向电势是降落的,所以φA<φB,v-t图像的斜率表示加速度,从图像中可看出图线的斜率越来越大,所以电场力越来越大,故电场强度越来越大,故EA
如图所示
,匀强电场的电场线与AC平行,把带电量为10-8C的负电荷从A点移到B点,静电力做功6X10-8J,AB长6cm, AB与AC成600角,求(1)匀强电场的场强方向
(2)设B处电势为1V,则A处电势为多少?电子在A点的电势能为多少?
(3)匀强电场的场强多大?
正确答案
解:(1)将负电荷从A移至B,静电力做正功,所以所受静电力方向由A 至C,又因为是负电荷,场强方向与负电荷受静电力方向相反,所以场强方向应为C至A方向
(2)由W=qU,得UAB== -6V
即UAB=φA—φB= -6V 故φA = -5V
电子在A点的电势能Ep= -eφA = 5eV
(3)由B向A C作垂线交A C于D点,D与B在同一等势面上,
UDA= UBA="6V "
沿场强方向A、D两点距离为
ABcos60º=0.03m
E==200V/m
略
如图,带箭头的线段表示电场线,一带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点,图中虚线为其运动轨迹,可判断粒子带______电(填“正”或“负”),粒子在______点加速度较大(填A或B).
正确答案
电场线的方向向上,根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力的方向为向下,与电场线的方向相反,所以该离子带负电,电场线密的地方电场的强度大,所以粒子在B点受到的电场力大,在B点时的加速度较大.
故答案为:负;B.
如图所示,电场中有A、B、C三点,三点中电场强度最大的是______点,将电荷量为4×10-8C的正电荷放在B点,电荷受到的电场力为2×10-4N,B点的电场强度大小为______N/C.
正确答案
由图可知,C点的电场线最密,所以C点的电场强度最大.
由公式E==
N/C=5×103N/C
故答案为:C,5×103
为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示,若AB=0.4 m,θ=37°,q=-3.0×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点电势φA=100 V。(不计电荷所受到的重力)
(1)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,并标明它们的电势;
(2)求q在由A到B的过程中电势能的改变量是多少?
正确答案
解:电荷由A点匀速运动到B点,说明电荷受到的电场力与恒力F大小相等,方向相反,故电场线与力F方向相同。等势线垂直于该点的电场线。如图所示
电荷由A点运动到B点的过程中,电场力所做的功为W=-Eq·AB·cosθ= -F·AB·cosθ=-1.5×10-4×0.4×0.8 J=-4.8×10-5 J
根据功能关系可知,电势能将增加4.8×10-5 J
根据W=q(φA-φB)得,B点电势为-60 V
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.
电场中有一条电场线,电场线上有a、b两点,则a、b两点的电势哪点高?答______;把正电荷由b移至a,电场力做什么功?答______;正电荷在a、b两点的电势能哪点大?答______;根据题中条件能否判断a、b点场强的大小?答______.
正确答案
电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低.所以a点电势高;
正电荷所受的电场力方向从a到b,则正电荷由b移至a,电场力做负功,电荷的电势能增大,则正电荷在b点的电势能大.电场线的疏密表示场强的大小,一根电场线无法判断场强大小.所以根据题中条件不能判断a、b两点场强的大小.
故答案为:a;负功;a;不能.
电场中某区域的电场线分布如图所示,已知A点的电场强度E=3.0×104 N/C.将电荷量q=+3.0×10-8 C的点电荷放在电场中的A点.
(1)求该点电荷在A点所受电场力的大小F;
(2)在图中画出该点电荷在A点所受电场力的方向.
正确答案
(1)点电荷在A点所受电场力
F=qE=3.0×10-8×3.0×104 N=9.0×10-4 N
(2)点电荷在A点所受电场力的方向如图所示
答:该点电荷在A点所受电场力的大小为9.0×10-4 N.
如图所示是某电场中的一簇等势面,甲等势面的电势为90V,乙等势面的电势为-10V,各相邻等势面间的电势差相等(l)将q=+1×10-8C的电荷从A点移到B点,电场力做功______;(2)将q=-1×10-8C的电荷从A点移到C点,电场力做功______;(3)在图中定性画出几条电场线.
正确答案
(1)甲等势面的电势为90V,乙等势面的电势为-10V,各相邻等势面间的电势差相等,则A点的电势为140V,B点电势为40V,C点电势为-60V.
则WAB=qUAB=q(φA-φB)=1×10-8×(140-40)J=1×10-6J
(2)WAC=qUAC=q(φA-φC)=(-1)×10-8×(140+60)J=-2×10-6J
(3)电场线与等势面垂直,由高等势面指向低等势面.如图.
故答案为:(1)+1×10-6J (2)-2×10-6J (3)如图.
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