- 电场:电流
- 共19537题
用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处于静止状态.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
①分析小球的带电性质(是正电荷还是负电荷?).
②求小球的带电量和求细线的拉力.
正确答案
解:(1)小球受力如图,电场力方向与电场同向,故带正电
.
(2)小球受力平衡,在水平方向:qE=mgtan37°,
得q==3×10-6C
由受力图根据三角函数关系可知
F==0.05N
答:①小球是正电荷
②求小球的带电量是3×10-6C,细线的拉力是0.05N.
解析
解:(1)小球受力如图,电场力方向与电场同向,故带正电
.
(2)小球受力平衡,在水平方向:qE=mgtan37°,
得q==3×10-6C
由受力图根据三角函数关系可知
F==0.05N
答:①小球是正电荷
②求小球的带电量是3×10-6C,细线的拉力是0.05N.
关于场强的概念,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、是场强的定义式,是比值定义法定义的物理量,场强E由电场本身决定,与试探电荷无关,即E不与q成反比、也不与F成正比,故A错误.
BCD、场强由电场本身决定,与试探电荷无关,不论放不放电荷、放的是正电荷还是负电荷,均不会影响该点的场强,故C正确、BD错误.
故选:C.
在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=30cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10C,如图所示,(已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2)则q在M点受到点电荷Q的作用力为F=______N;点电荷Q在M点的场强E=______N/C.
正确答案
解:根据库仑定律得:
F==9.0×109×
=1.0×10-8N
点电荷Q在M点的场强:E==9.0×109×
=100N/C
故答案为:1.0×10-8,100.
解析
解:根据库仑定律得:
F==9.0×109×
=1.0×10-8N
点电荷Q在M点的场强:E==9.0×109×
=100N/C
故答案为:1.0×10-8,100.
在某匀强电场中放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷Q,它受到的电场力为3.0×10-4N.
(1)求电场强度的大小;
(2)若只在电场力作用下,点电荷Q从A点移动到B点,已知A、B两点的电势差为30V,求电场力做了多少功?
正确答案
解:在电场中的某点放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷,受到的电场力是3.0×10-4N.
由场强的定义式E=得:E=
N/C=6.0×104N/C.
(2)由W=Uq得:W=30×5.0×10-9J=1.5×10-7J
答:(1)电场强度的大小为6.0×104N/C;
(2)电场力做了1.5×10-7J的功.
解析
解:在电场中的某点放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷,受到的电场力是3.0×10-4N.
由场强的定义式E=得:E=
N/C=6.0×104N/C.
(2)由W=Uq得:W=30×5.0×10-9J=1.5×10-7J
答:(1)电场强度的大小为6.0×104N/C;
(2)电场力做了1.5×10-7J的功.
在一个匀强电场中有A、B、C三点,AB长 为5cm,AC为3cm,BC为4cm,如图所示,电场强度方向平行于纸面,电子在电场力 作用下由C运动到A,动能减少120eV,质子在电场力作用下由C运动至B,动能增加120eV,求该匀强电场的大小和方向.
正确答案
解:据题,C、A间电势差为UCA==
=
=120V,C、B间电势差为UCB=
=
=120V,那么,
AB两点电势相等,AB为一条等势线.根据电场线与等势线的关系,作出电场线方向如图.
图中D是AB上一点,则CD间电势差等于CA间电势差,即UCD=UCA=120V
据题,AB长为5cm,AC为3cm,BC为4cm,由几何知识得到,∠A=53°,=
sin53°=2.4cm=2.4×10-2m
电场强度E==
V/m=5000V/m
答:该匀强电场的大小为50V/m,方向垂直于AB向上,如图.
解析
解:据题,C、A间电势差为UCA==
=
=120V,C、B间电势差为UCB=
=
=120V,那么,
AB两点电势相等,AB为一条等势线.根据电场线与等势线的关系,作出电场线方向如图.
图中D是AB上一点,则CD间电势差等于CA间电势差,即UCD=UCA=120V
据题,AB长为5cm,AC为3cm,BC为4cm,由几何知识得到,∠A=53°,=
sin53°=2.4cm=2.4×10-2m
电场强度E==
V/m=5000V/m
答:该匀强电场的大小为50V/m,方向垂直于AB向上,如图.
如图所示,用30cm的细线将质量为m=4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点正下方,当空中有方向为水平向右,大小为E=2×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态.(g取10m/s2)
(1)分析小球的带何种电荷;
(2)求小球带电量q;
(3)求剪断细线后带电小球的加速度a.
正确答案
解:
(1)小球受到重力mg、电场力qE和细线的拉力,如图,电场力方向与电场同向,故小球带正电.
(2)小球受力平衡,将重力分解如图,在水平方向有:
qE=mgtan37°
得:q==
C=1.5×10-6C;
(3)由受力图可知细线的拉力为 F==
=0.05N
如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等,方向相反,则加速度 a==
m/s2=12.5m/s2
答:
(1)小球带正电.
(2)小球带电量q为1.5×10-6C.
(3)剪断细线后带电小球的加速度a为12.5m/s2.
解析
解:
(1)小球受到重力mg、电场力qE和细线的拉力,如图,电场力方向与电场同向,故小球带正电.
(2)小球受力平衡,将重力分解如图,在水平方向有:
qE=mgtan37°
得:q==
C=1.5×10-6C;
(3)由受力图可知细线的拉力为 F==
=0.05N
如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等,方向相反,则加速度 a==
m/s2=12.5m/s2
答:
(1)小球带正电.
(2)小球带电量q为1.5×10-6C.
(3)剪断细线后带电小球的加速度a为12.5m/s2.
(2013春•保定校级月考)下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、公式E=适用于真空中点电荷形成的电场,故A正确;
B、在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度的大小都相同,而方向不同,故B错误;
C、电场强度方向就是放入电场中的正电荷受到的电场力的方向,故C错误;
D、当初速度为零时,放入电场线是直线的电场中,其电荷在电场力作用下的运动轨迹才一定与电场线重合,故D错误;
故选:A.
一个电子在场强为E=2×104N/C的匀强电场中受到的电场力为______N.
正确答案
3.2×10-12
解析
解:电子的电量 q=1.6×10-16C,根据电场强度的定义式E=,得:F=Eq=2×104×1.6×10-16N=3.2×10-12N
故答案为:3.2×10-12.
空间有三点A、B和C位于直角三角形的三个顶点,且AB=4cm,BC=3cm.现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点,测得C点的场强为EC=10V/m,方向如图所示,求:
(1)QA和QB的带电性质;
(2)如果撤掉QA,C点场强的大小和方向.
正确答案
解:由于A、B为点电荷,故B产生的电场沿直线BC,要么指向B,要么指向C,同理A产生的电场沿直线AC,方向要么指向A,要么指向C,由于合场强平行于直线BA,故B产生的电场沿直线BC,指向C,A产生的场强沿直线AC,方向要么指向A,如图所示,故B带正电荷,A带负电荷,
由图可知=
,
又,
解得EB=7.5V/m,
所以撤去QA,C点的场强EC′=EB=7.5V/m.方向由B指向C.
答:(1)A带负电,B带正电.
(2)C点场强的大小为7.5V/m,方向由B指向C.
解析
解:由于A、B为点电荷,故B产生的电场沿直线BC,要么指向B,要么指向C,同理A产生的电场沿直线AC,方向要么指向A,要么指向C,由于合场强平行于直线BA,故B产生的电场沿直线BC,指向C,A产生的场强沿直线AC,方向要么指向A,如图所示,故B带正电荷,A带负电荷,
由图可知=
,
又,
解得EB=7.5V/m,
所以撤去QA,C点的场强EC′=EB=7.5V/m.方向由B指向C.
答:(1)A带负电,B带正电.
(2)C点场强的大小为7.5V/m,方向由B指向C.
下列关于电场的叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的电场强度大小相同,但方向不同,故A正确;
B、正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度强,除与各自电荷量外,还与电荷的距离有关.故B错误;
C、在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=,取走q后,没有了电场力,但该点的电场强度仍不变,故C错误;
D、正电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场的方向一定相同,负电荷正好相反.故D错误;
故选:A.
如图所示,M、N为真空中两根完全相同的均匀带正电绝缘棒,所带电荷量相同,且平行正对放置,两棒中点分别为O1、O2,a、b、c、d、e为O1O2连线上的六等分点,a点处有一带正电的固定点电荷.已知c处和d处的场强大小均为E0,方向相反,则b处的场强大小为( )
正确答案
解析
解:设O1、O2,a、b、c、d、e相邻两点间的距离为r.带正电的点电荷电荷量为Q.两绝缘棒在d处产生的合场强大小为E.
根据对称性和电场的叠加原理可知:c处有:E0=k,d处有:E0=E-k
,则得:E=
,方向向左;
根据对称性可知:两绝缘棒在b处产生的合场强大小为E=,方向向右
故b处的场强大小:Eb=E+k=
+4E0=
故选:D
在电场中P点放一个检验电荷-q,它所受的电场力为F,则关于P点电场强度E,正确的说法是( )
正确答案
解析
解:A、由定义式E=,当检验电荷为负电荷时,电场强度E与F方向相反.故A错误.
B、若取走-q,电场强度大小不变,仍为E,故B错误.
C、若检验电荷为-2q,电场力为2F,而电场强度仍为E.故C错误.
D、电场强度反映电场本身的力的性质,与检验电荷无关.故D正确.
故选D
电荷所带电荷量q=3.0×10-10C,在电场中的某一点所受的静电力F=6.0×10-7 N,方向竖直向上,这一点的电场强度的大小为:______ N/C.
正确答案
2×103
解析
解:P点的场强为:
E==
N/C=2×103N/C
故答案为:2×103
请写出以下各物理量在国际单位制中的单位.(中文和英文符号,如电流单位:安培,符号 A)
(1)电场强度单位:______,符号______;
(2)电源电动势单位:______,符号______;
(3)电容单位:______,符号______.
正确答案
解:(1)根据电场强度的两个公式E=和E=
,可知电场强度的单位为牛/库或伏/米,符号分别为N/C、V/m.
(2)电源电动势单位与电压的单位相同,为伏特,符号为V.
(3)电容的单位是法拉,符号为F.
故答案为:(1)牛/库或伏/米,N/C、V/m;(2)伏特,V;(3)法拉,F.
解析
解:(1)根据电场强度的两个公式E=和E=
,可知电场强度的单位为牛/库或伏/米,符号分别为N/C、V/m.
(2)电源电动势单位与电压的单位相同,为伏特,符号为V.
(3)电容的单位是法拉,符号为F.
故答案为:(1)牛/库或伏/米,N/C、V/m;(2)伏特,V;(3)法拉,F.
如图所示,在点电荷Q的电场中有A、B两点,将一个带电荷量为q=1×10-9C的正点电荷放在A时(不影响原电场的分布),受到的电场力F=9×10-7N;若将q从A点移动到B点,电场力做功W=4.0×10-6J.求:
(1)Q在A点产生的电场强度的大小
(2)AB两点间的电势差.
正确答案
解:据场强的定义式为:E==
=9×102N/C
据电势差的定义式为:UAB==
=4×103V
答:(1)Q在A点产生的电场强度的大小9×102N/C;
(2)AB两点间的电势差4×103V.
解析
解:据场强的定义式为:E==
=9×102N/C
据电势差的定义式为:UAB==
=4×103V
答:(1)Q在A点产生的电场强度的大小9×102N/C;
(2)AB两点间的电势差4×103V.
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