- 电场：电流
- 共19537题
（1）图乙中表示电势能随位置变化的是哪条图线？
（2）求重力势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；
（3）求小球从N点运动到M点时的动能Ex．
正确答案
解：（1）正Q电荷的电势分布规律是离它越近电势越高，带正电的小球的电势能为 E=qφ，可知正电荷从N点到M点的电势能先增大后减小，故图乙中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ．
（2）电势能为E1时，距M点的距离为
x1=（acosθ）•
x1处重力势能 E1=mgx1sinθ
可得
m=
（3）在小球从N到M点的过程中，根据动能定理得
mga sinθ+E2-E0=Ex-0
解得 Ex=
答：
（1）图乙中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ．
（2）重力势能为E1时的横坐标x1是
（3）小球从N点运动到M点时的动能Ex是
解析
解：（1）正Q电荷的电势分布规律是离它越近电势越高，带正电的小球的电势能为 E=qφ，可知正电荷从N点到M点的电势能先增大后减小，故图乙中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ．
（2）电势能为E1时，距M点的距离为
x1=（acosθ）•
x1处重力势能 E1=mgx1sinθ
可得
m=
（3）在小球从N到M点的过程中，根据动能定理得
mga sinθ+E2-E0=Ex-0
解得 Ex=
答：
（1）图乙中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ．
（2）重力势能为E1时的横坐标x1是
（3）小球从N点运动到M点时的动能Ex是
如图甲所示，一电量为q（带正电）的物体静置在一光滑绝缘水平面上．从某时刻起在整个空间施加一随时间变化的水平电场，以水平向右为场强的正方向，其变化规律如图乙．从该时刻起物块由静止开始向右加速运动，经3t时间物体恰返回出发点，则（ ）
正确答案
解析
解：AB、在0-t内物体的加速度为 a1=
在t-3t内，物体的加速度为 a2=
联立解得 E1：E2=4：5，故A正确，B错误．
CD、在0-t内电场力做正功，物体的电势能减小，动能增加，在t-3t内，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，物体回到出发点时电势能变化量为0．
动能先减小后增大，返回出发点时总动能增加，变化量大于0．因此，物体的电势能先减小，再增加后减小，其变化量为0．动能先增加后减小再增加，其变化量大于0．故CD错误．
故选：A
大气中存在着自由运动的带电粒子，其密度随离地面高度的增大而增大，因而可以离地面50km以下的大气看作是绝缘体，离地50km以上的大气看做是良导体，由于地球本身带负电，周围存在电场，以匀强电场为模型，探究地面附近的带电量为q=-1.0×10-17C，质量为m=2.0×10-15kg的烟尘颗粒受力及运动情况，已知离地50km处与地面之间的电势差为4×105V．（g取10N/kg）
正确答案
解：以匀强电场为模型，则电场强度E=
电场力F=Eq
重力G=mg=2×10-14N
合力F=G-F=ma
解得a=9.96×1017m/s2
将向下做加速运动．
答：烟尘颗粒受力如图所示，向下做加速运动．
解析
解：以匀强电场为模型，则电场强度E=
电场力F=Eq
重力G=mg=2×10-14N
合力F=G-F=ma
解得a=9.96×1017m/s2
将向下做加速运动．
答：烟尘颗粒受力如图所示，向下做加速运动．
（1）小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
（2）小球在B点的速度为多大？
正确答案
解：（1）小球到达最低点B的过程中重力势能的变化量为：
△Ep=-mgL=-3×10-3×10×0.15J=-4.5×10-3J
电势能的变化量为：
△Ep电=qEL=2×10-6×104×0.15J=3×10-3J
（2）根据动能定理得：
mgL-qEL=
解得：v=1m/s
答：（1）球到达最低点B的过程中重力势能的变化量为-4.5×10-3J，电势能的变化量为3×10-3J．
（2）小球在B点的速度为1m/s．
解析
解：（1）小球到达最低点B的过程中重力势能的变化量为：
△Ep=-mgL=-3×10-3×10×0.15J=-4.5×10-3J
电势能的变化量为：
△Ep电=qEL=2×10-6×104×0.15J=3×10-3J
（2）根据动能定理得：
mgL-qEL=
解得：v=1m/s
答：（1）球到达最低点B的过程中重力势能的变化量为-4.5×10-3J，电势能的变化量为3×10-3J．
（2）小球在B点的速度为1m/s．
A若电场是匀强电场，则该电场场强的最大值一定是
BA、B两点的电势差一定为
C小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能
D若该电场是由AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷
正确答案
解析
解：A、若电场是匀强电场，电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达B点时小球速度仍为v0．小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ一定，则当电场力沿斜面向上，大小为F=mgsinθ时，电场力最小，场强最小，又电场力F=Eq，则该电场的场强的最小值一定是：Emin=
B、根据动能定理得：-mgLsinθ+qUAB=
C、小球从A运动到B的过程中，动能不变，重力势能增加，根据能量守恒可知其电势能减小，则小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能．故C正确．
D、若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则小球在A、B两点电势相等，电势能相等，重力做负功，小球到达到B点的速度小于v0，所以Q一定带负电．故D错误．
故选：BC．
（1）粒子下落过程中电场力做的功；
（2）粒子打在板上时的动能；
（3）计算粒子最后落在金属板上所形成的图形的面积大小．
正确答案
解：（1）粒子在下落过程中电场力做的功
W=Eqh=100×10-12×0.8J=8×10-11J．
（2）粒子在整个过程中仅有电场力做功，由动能定理得
W=Ek2-Ek1
则 Ek2=8×10-11J+2×10-15×
（3）粒子落到金属板上的范围是一个圆．设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得
h=
代入数据求得t=5.66×10-3s
圆半径 r=v0t=1.13m
圆面积 S=πr2=4.0m2．
答：
（1）粒子下落过程中电场力做的功是8×10-11J；
（2）粒子打在金属板上时的动能是1.2×10-10J；
（3）落在金属板上的粒子图形的面积大小是4.0m2．
解析
解：（1）粒子在下落过程中电场力做的功
W=Eqh=100×10-12×0.8J=8×10-11J．
（2）粒子在整个过程中仅有电场力做功，由动能定理得
W=Ek2-Ek1
则 Ek2=8×10-11J+2×10-15×
（3）粒子落到金属板上的范围是一个圆．设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得
h=
代入数据求得t=5.66×10-3s
圆半径 r=v0t=1.13m
圆面积 S=πr2=4.0m2．
答：
（1）粒子下落过程中电场力做的功是8×10-11J；
（2）粒子打在金属板上时的动能是1.2×10-10J；
（3）落在金属板上的粒子图形的面积大小是4.0m2．
质量为m的带正电的物体处于竖直向上的匀强电场中，已知带电物体所受静电力的大小为物体所受重力的
A物体的重力势能减少
B由物体与周围空气组成的系统的内能增加了
C物体的动能增加
D物体的机械能减少
正确答案
解析
解：A、由题意知，电场力方向竖直向上．重力做功为mgh，电场力做功为w电=-
B、设空气阻力大小为f，mg-qE-f=ma，则f=mg-qE-ma=mg-
C、根据牛顿第二定律可有F合=ma=m×
D、物体除重力之外，克服其它力做多少功，系统的机械能就减少多少，设除重力之外的其他力为F其，由牛顿第二定律得 mg-F其=ma，则F其=mg-ma=mg-
故选：B
正确答案
解析
解：A、由于不知道开始时静摩擦力的方向和大小以及后来时摩擦力的方向与大小，所以不能判断出地面对B球的摩擦力变大．故A错误
B、C以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．
设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：
N1=mAgtanθ，
将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小．故C错误．
再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：
F=N1
N2=（mA+mB）g
则F减小，对B受力分析可知摩擦力减小
地面对小球B的支持力一定不变．故B正确．
D、由上分析得到库仑力为：F库=
故选：BD．
（1）粒子到达B点时的速度．
（2）若粒子以某一初速度从B点向A点运动，要达到A点初速度至少为多大？
正确答案
解：（1）由动能定理：qU=
（2）由B到A由动能定理：qU=
答：（1）粒子到达B点时的速度为2×103m/s
（2）若粒子以某一初速度从B点向A点运动，要达到A点初速度至少为2.23×103m/s
解析
解：（1）由动能定理：qU=
（2）由B到A由动能定理：qU=
答：（1）粒子到达B点时的速度为2×103m/s
（2）若粒子以某一初速度从B点向A点运动，要达到A点初速度至少为2.23×103m/s
（1）小球静止时悬线与竖直方向的夹角出θ；
（2）使小球在竖直平面内做圆周运动，小球经过最低点A时的速度至少要多大？
正确答案
tanθ=
则θ=37°
（2）电场力和重力的合力大小 F=mg/cosθ≈1.23×10-3N
如图，当小球恰好通过C点关于O点的对称性D点时，小球经过最低点A时速度最小．
在D点有：F=m
从A点到D点，由动能定理有：-mgL（1+cosθ）-qELsinθ=
联立解得 vA≈6.3m/s
答：
（1）小球静止时悬线与竖直方向的夹角θ是37°；
（2）使小球在竖直平面内做圆周运动，小球经过最低点A时的速度至少要为6.3m/s．
解析
tanθ=
则θ=37°
（2）电场力和重力的合力大小 F=mg/cosθ≈1.23×10-3N
如图，当小球恰好通过C点关于O点的对称性D点时，小球经过最低点A时速度最小．
在D点有：F=m
从A点到D点，由动能定理有：-mgL（1+cosθ）-qELsinθ=
联立解得 vA≈6.3m/s
答：
（1）小球静止时悬线与竖直方向的夹角θ是37°；
（2）使小球在竖直平面内做圆周运动，小球经过最低点A时的速度至少要为6.3m/s．
设整个装置放在真空中．
（1）第1个液滴到达D板时的速度为多少？
（2）D板最终可达到多高的电势？
（3）设液滴的电量是A板所带电量的a倍（a=0.02），A板与B板构成的电容器的电容为C0=5×10-12F，U0=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．试计算D板最终的电势值．（g=10m/s2）
正确答案
解：（1）液滴下落过程中重力和电场力都做正功，由动能定理，得：
得到
（2）B板与电池负极相连并接地，D板达到电势大小可以表示为BD的电势差
由动能定理研究整个过程，得：
mg（h+d）+U0q-Uq=0，得
（3）根据
代入数据得：U=2.01×105V
答：（1）第1个液滴到达D板时的速度为
（2）D板最终可达到的电势为
（3）D板最终的电势值为2.01×105V
解析
解：（1）液滴下落过程中重力和电场力都做正功，由动能定理，得：
得到
（2）B板与电池负极相连并接地，D板达到电势大小可以表示为BD的电势差
由动能定理研究整个过程，得：
mg（h+d）+U0q-Uq=0，得
（3）根据
代入数据得：U=2.01×105V
答：（1）第1个液滴到达D板时的速度为
（2）D板最终可达到的电势为
（3）D板最终的电势值为2.01×105V
试回答下列问题：
（1）在电场中把2.0×10-9C的负电荷从A点移到B点，静电力做功1.4×10-7J，再把该电荷从B点移到C点，静电力做功-3.4×10-7J，则A、C间的电势差UAC=______V．
（2）有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA．要把它改装为量程0～15V的电压表，则改装后的电压表内阻为______Ω．
正确答案
100
1.5×104
解析
解：（1）电荷从A运动到C静电力做的功为：
WAC=WAB+WBC=1.4×10-7J+（-3.4×10-7J）=-2×10-7J
A、C间的电势差为：
UAC=
（2）把电流表改装成10V的电压表需要串联一个分压电阻，改装后的电压表内阻为：
RV=
故答案为：（1）100； （2）1.5×104．
AC、D两点的场强相同
BC点的场强大小为
CC、D两点的电势不可能相等
DC、D两点的场强不可能相同
正确答案
解析
A、C、据题，+q、-q是两个等量异种点电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同．故A正确，C错误；
B、两个电荷在C点产生的场强大小：E1=E2=
D、由题，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，将一正电荷从C点移动到D点，电场力不做功．故D错误．
故选：AB．
（1）求该点电荷在A点所受电场力的大小F
（2）A、B两点间的电势差UAB．
正确答案
解：（1）由电场力公式知F=qEA=4×104×5×10-8=2×10-3N，
（2）从A到B电场力做正功，动能增加，由动能定理知
△EK=qUAB
所以
答：（1）该点电荷在A点所受电场力的大小为2×10-3N；
（2）A、B两点间的电势差为7000V．
解析
解：（1）由电场力公式知F=qEA=4×104×5×10-8=2×10-3N，
（2）从A到B电场力做正功，动能增加，由动能定理知
△EK=qUAB
所以
答：（1）该点电荷在A点所受电场力的大小为2×10-3N；
（2）A、B两点间的电势差为7000V．
（1）q在M点受到的作用力大小和方向
（2）M点的场强的大小和方向
（3）M、N两点的场强哪点大？
正确答案
解：（1）根据库仑定律有：F=
代入数据得：F=1×10-8N，方向向左
（2）电场强度为：E=
代入数据的：E=100N/C，方向向右；
（3）根据E=
答：（1）q在M点受到的作用力大小为1×10-8N，方向向左；
（2）M点的场强的大小为100N/C，方向向右；
（3）M点的场强大．
解析
解：（1）根据库仑定律有：F=
代入数据得：F=1×10-8N，方向向左
（2）电场强度为：E=
代入数据的：E=100N/C，方向向右；
（3）根据E=
答：（1）q在M点受到的作用力大小为1×10-8N，方向向左；
（2）M点的场强的大小为100N/C，方向向右；
（3）M点的场强大．
扫码查看完整答案与解析