- 电场:电流
- 共19537题
如图所示,Q1、Q2为二个等量同种的正点电荷,在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点),N为过O点的垂线上的一点.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、O点处场强为零,无穷远处场强也为零,故从O点沿ON指向无穷远处,场强先变大在变小,不能画一条电场线表示这个变化,故A错误.
B、把一个正点电荷从M移到O电场力做正功,电势能减小,即M点的电势能比O点大,从O移到N电场也做正功,电势能减小,即O点的电势能比N点大,所以该点电荷在M点时电势能最大.故B正确.
C、公式U=Eq仅仅适用匀强电场,故C错误;
D、若ON间的电势差为U,将一个带电量为q的负点电荷从N点移到O点,电场力做功为qU,做的是正功,故D错误.
故选:B.
一带电小球,静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中,此时两板间电压为300V;若将该电压降到60V,其它条件不变,则小球的加速度为______m/s2.(g取10m/s2)
正确答案
8
解析
解:带电小球原来静止,电场力与重力平衡,则有:mg=q…①
若将电压降到60V,场强减小,电场力减小,小球向下加速运动,根据牛顿第二定律得:mg-q=ma…②
据题有:U2=…③
由①②③得:a=g=8m/s2.
故答案为:8.
(2015•松江区二模)如图,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的上方P点固定一个正点电荷Q,P点与细管在同一竖直平面内.一带电量为-q的小球位于管的顶端A点,PA连线水平,q≪Q.将小球由静止开始释放,小球沿管到达底端C点.已知B是AC中点,PB⊥AC,小球在A处时的加速度为a.不考虑小球电荷量对电场的影响,则( )
正确答案
解析
解:A、正点电荷的电场线发散型,由于沿着电场线方向,电势降低,因此A点的电势低于B点的电势,故A正确;
B、结合几何关系:PA=2PB,由点电荷电场强度公式E=,可知,电场强度的大小与间距的平方成反比,则B点的电场强度大小是A点的4倍,故B正确;
C、根据电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加,可知:小球带负电,从A到C的过程中,电场力先做正功,后做负功,则电势能先减小后增大,故C错误;
D、在A处时小球的加速度为a,对A点受力分析,电场力、重力与支持力,由力的合成法则可知,合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的;
当在C处时,小球仍受到重力、电场力与支持力,合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的,
由A处可知,Fcos30°+mgsin30°=ma;
而在C处,则有:mgsin30°-Fcos30°=ma′,解得:a′=g-a.故D正确;
故选:ABD.
将一个1.0×10-8C的电荷从A点移动到B点,静电力做的功是2.4×10-6J,则A、B两点中,______点的电势比较高,A、B两点的电势差UAB是______V.
正确答案
A
240
解析
解:正电荷从A移到B,电场力做正功,说明沿着电场线方向运动,故A点的电势较高,
电势差为
故答案为:A,240
(2015秋•临安市校级期中)如图所示,一个电量为+Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点,另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲滑动,到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,AB间距离为L,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意,乙到达B点时速度最小,乙先减速运动后做加速运动,当速度最小时有:mgμ=F库=k,解得OB间的距离r=
,故A正确;
B、滑动摩擦力的大小方向不变,两球靠近过程中库仑力逐渐增大,小球在运动到B点之前,有mgμ-F库=ma,因此物体的加速度逐渐减小.当越过B点后,库仑力大于滑动摩擦力,由F库-mgμ=ma,知加速度逐渐增大,因此从开始运动到碰到甲之前的瞬间,乙的加速度先逐渐减小后逐渐增大,故B错误.
C、从A到B的过程中,根据动能定理得:W-μmgL=-
,得W=μmgL+
mv2-
mv02,故C正确.
D、从A到B的过程中,电场力对乙做正功,乙的电势能减少,故D正确.
故选:ACD
如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E,有一质量为m、带电荷量为+q的物体以初速度v0,从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求
(1)物体与斜面间的动摩擦因数.
(2)如果斜面长L,规定A点电势为零,求B点的电势.
正确答案
解:(1)物体受力情况如右图所示,将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解,则根据平衡条件得:
沿斜面方向上:Ff+mgsinθ=qEcosθ ①
垂直斜面方向上:mgcos θ+qEsin θ=FN ②
其中Ff=μFN ③
由①②③得:μ=.
(2)AB间的电势差为 UAB=ELcosθ
又UAB=φA-φB,φA=0
则得:B点的电势φB=-UAB=-ELcosθ.
答:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数为.
(2)B点的电势为-ELcosθ.
解析
解:(1)物体受力情况如右图所示,将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解,则根据平衡条件得:
沿斜面方向上:Ff+mgsinθ=qEcosθ ①
垂直斜面方向上:mgcos θ+qEsin θ=FN ②
其中Ff=μFN ③
由①②③得:μ=.
(2)AB间的电势差为 UAB=ELcosθ
又UAB=φA-φB,φA=0
则得:B点的电势φB=-UAB=-ELcosθ.
答:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数为.
(2)B点的电势为-ELcosθ.
如图所示,将电荷量q=-2×10-8C的点电荷放在电场中的A点,其收到的电场力大小为F=4.0×10-4N.
(1)在电场中画出该点电荷在A点受到的静电力方向;
(2)求A点的电场强度大小;
(3)将一电荷量为4×10-8C的点电荷放在该点所受电场力的大小是多少.
正确答案
解:(1)负电荷在电场中受到的静电力沿电场线的相反方向,故该点电荷在A点所受电场力的方向如图所示.
(2)A点的电场强度大小 E==
=2.0×104N/C
(3)电场中同一点电场强度是一定的,与试探电荷无关,则将一电荷量为4×10-8C的点电荷放在该点所受电场力的大小是
F′=q′E=4×10-8×2.0×104N=8.0×10-4N.
答:
(1)在电场中画出该点电荷在A点受到的静电力方向如图;
(2)A点的电场强度大小是2.0×104N/C;
(3)将一电荷量为4×10-8C的点电荷放在该点所受电场力的大小是8.0×10-4N.
解析
解:(1)负电荷在电场中受到的静电力沿电场线的相反方向,故该点电荷在A点所受电场力的方向如图所示.
(2)A点的电场强度大小 E==
=2.0×104N/C
(3)电场中同一点电场强度是一定的,与试探电荷无关,则将一电荷量为4×10-8C的点电荷放在该点所受电场力的大小是
F′=q′E=4×10-8×2.0×104N=8.0×10-4N.
答:
(1)在电场中画出该点电荷在A点受到的静电力方向如图;
(2)A点的电场强度大小是2.0×104N/C;
(3)将一电荷量为4×10-8C的点电荷放在该点所受电场力的大小是8.0×10-4N.
如图2,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PQ=RQ.则( )
正确答案
解析
解:据题知,q1和q2两个点电荷在R处产生的场强大小相等、方向相反,则q1和q2的电性相反.
设PQ=RQ=r,则根据电场的叠加原理可得:k=k
可得|q1|=4|q2|
综上可得:q1=-4q2.
故选:D
如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab的中点.已知a、b两点的电势分别为φa=3V,φb=9V,则下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若该电场是匀强电场,则在c点处的电势为φc==6V,若该电场不是匀强电场,则在c点处的电势为φc≠6V.故A错误.
B、一条电场线,无法判断电场线的疏密,就无法判断两点场强的大小,所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强Eb.故B错误.
C、D根据正电荷在电势高处电势能大,可知,正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大,而由能量守恒得知,其动能一定减小.故C正确,D错误.
故选:C
(2015•滕州市校级模拟)如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电荷、B板带负电荷.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大?
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,C、D板间的电场强度大小应满足什么条件?
(3)从释放微粒开始,微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式.
正确答案
解 (1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有:
qU=mv2,
解得v=
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有:
qE=m,
半径为:R=,
联立得:E=.
(3)微粒从释放开始经t1射入B板的小孔,有:d=t1,
则有:t1==2d
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,则有:t2==
所以从释放微粒开始,经过t1+t2微粒第一次到达P点;根据运动的对称性,易知再经过2(t1+t2)微粒再一次经过P点…
所以经过时间为:t=(2k+1),(k=0,1,2,…)微粒经过P点.
答:(1)微粒穿过B板小孔时的速度为
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,C、D板间的电场强度大小应满足
(3)从释放微粒开始,微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式为(2k+1),(k=0,1,2,…).
解析
解 (1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有:
qU=mv2,
解得v=
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有:
qE=m,
半径为:R=,
联立得:E=.
(3)微粒从释放开始经t1射入B板的小孔,有:d=t1,
则有:t1==2d
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,则有:t2==
所以从释放微粒开始,经过t1+t2微粒第一次到达P点;根据运动的对称性,易知再经过2(t1+t2)微粒再一次经过P点…
所以经过时间为:t=(2k+1),(k=0,1,2,…)微粒经过P点.
答:(1)微粒穿过B板小孔时的速度为
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,C、D板间的电场强度大小应满足
(3)从释放微粒开始,微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式为(2k+1),(k=0,1,2,…).
如图,高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中,匀强电场的方向平行于竖直平面,一带电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度为v0从曲面底端的A点开始沿曲面表面上滑,到达曲面顶端B点的速度仍为v0,则( )
正确答案
解析
解:
A、小球上滑过程中,由动能定理得:
W-mgh=-
,则得电场力做功 W=mgh.故A错误.
B、由W=qU得,A、B两点的电势差为U=.故B正确.
C、由于电场力做正功,小球的电势能减小,则小球在B点的电势能小于在A点的电势能.故C正确.
D、由U=Ed得,E=,若电场线沿AB时,AB两点沿电场线方向的距离 d>h,则E<
=
,即场强的最小值小于
.故D错误.
故选:BC
如图所示,Q是带负电的点电荷,P1和P2是其电场中的两点,一个电子在P1和P2两点所受的电场力分别为F1和F2,所具有的电势能分别为E
和E
,则( )
正确答案
解析
解:由公式E=k 分析可知,r1<r2,则场强E1>E2. 因此F1>F2,
又Q是带负电的点电荷,电场线方向由P2指向P1,顺着电场线电势降低,则电势φ2>φ1.因电子带负电,所以所具有的电势能E>E
故B正确,ACD错误;
故选:B.
如图所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处场强大小为______,方向______.
正确答案
沿OA方向
解析
解:在处放一个-的点电荷与在处同时放一个+和-2的点电荷的效果相当,因此可以认为处的场是5个+和一个-2的点电荷产生的场合成的,5个+处于对称位置上,在圆心处产生的合场强为0,所以点的场强相当于-2在处产生的场强.
则A、B、C、D、E四个点电荷的合场强大小为:
E合=2,方向沿OA方向.
故答案为:2,方向沿OA方向.
(2015秋•抚州校级月考)如图所示,水平虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B.一带负电微粒自离EF为h的高处自由下落,从B点进入场区,沿虚线BCD做匀速圆周运动,从D点射出.已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题,带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,电场力与重力必定平衡,则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上,粒子带负电,故场强向下.故A错误.
B、由上则有:
mg=qE ①
由洛伦兹力提供向心力,则有:
qvB=m ②
又v= ③
联立三式得,微粒做圆周运动的半径为:
r=.故B正确.
C、由于电场力方向竖直向上,则微粒从B点运动到D点的过程中,电场力先做负功后做正功,则其电势能先增大后减小.故C错误.
D、根据能量守恒定律得知:微粒在运动过程中,电势能、动能、重力势能之和一定,动能不变,则知微粒的电势能和重力势能之和一定.故D错误.
故选:B.
在静电场中,将一个电子由a点移到b点,电场力做功5eV,下面判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题,电子由a点移到b点,电场力做功5eV,电子的位移方向不沿b到a,电场强度的方向不一定由b指向a.故A错误.
B、由于电场力对电子做功5eV,电子的电势能就减少了5eV.故B错误.
C、a、b两点电势差Uab=.故C错误.
D、电势是相对的,是相对零电势点的,根据已知条件只能求出a、b间电势差,不能确定a、b两点的电势.故D正确.
故选:D.
扫码查看完整答案与解析