- 电场:电流
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在点电荷+Q形成的电场中,距+Q为3cm处的电场强度为500N/C,那么+Q的电荷量是______;若电荷量q=3×10-5C的点电荷置于A点,它所受到的电场力大小为______.
正确答案
5×10-11C
1.5×10-2N
解析
解:根据库仑定律得距+Q为3cm处的电场强度E:
点电荷+Q的电量:C
点电荷q受到的电场力大小为:F=qE=3×10-5×5×102N=1.5×10-2N.
故答案为:5×10-11C;1.5×10-2N
真空中长为L的导体棒原来不带电,现将一电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示.当达到静电平衡后,棒上感应的电荷在棒内中点O处产生的场强有多大?方向如何?
正确答案
解:水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反.
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为:E=
由于P处的合场强为零,所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反,即沿pq连线且指向+q.
答:棒上感应的电荷在棒内中点O处产生的场强为,方向沿pq连线且指向+q.
解析
解:水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反.
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为:E=
由于P处的合场强为零,所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反,即沿pq连线且指向+q.
答:棒上感应的电荷在棒内中点O处产生的场强为,方向沿pq连线且指向+q.
电量为2×10-6C的负点电荷放入电场中A点,受到电场力为4×10-4 N,方向水平向右,则A点的场强为______,方向______.
正确答案
200N/C
水平向左
解析
解:A点的场强 E==
=200N/C,方向:水平向左.
故答案为:200N/C,水平向左.
下列关于电场强度的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由E=得电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力,故A正确.
B、电场中某点的场强大小由电场本身决定,与试探电荷无关,不能说电场强度与放在该点的电荷所受到的电场力的大小成正比,故B错误.
C、正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反.故C错误.
D、电场强度表示电场本身的强弱和方向,与检验电荷有无无关.故D正确.
故选AD.
如图所示,A为带正电Q的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球用绝缘丝线悬挂于O点,受水平向右的电场力偏转θ角而静止.试求小球所在处的电场强度.
正确答案
解:小球的受力如图所示.由平衡条件得:
F电=mgtanθ
又 F电=qE
解得,小球所在处的电场强度:E==
小球必定带正电荷,电场强度方向与其受到的电场力方向一致,方向水平向右.
答:小球所在处的电场强度大小为,方向水平向右.
解析
解:小球的受力如图所示.由平衡条件得:
F电=mgtanθ
又 F电=qE
解得,小球所在处的电场强度:E==
小球必定带正电荷,电场强度方向与其受到的电场力方向一致,方向水平向右.
答:小球所在处的电场强度大小为,方向水平向右.
同一点电荷在一个电场的不同点,所受电场力与电场强度成正比.______(判断对错)
正确答案
对
解析
解:由E=得 F=qE
可知同一点电荷在一个电场的不同点,所受电场力与电场强度成正比,这个说法是正确.
故答案为:对.
如图所示,是两个异种电荷产生的电场分布情况,现将带正电的试探电荷q=5×10-10 C放在A点,受到的电场力F=1×10-5 N.
(1)求A点的电场强度大小EA,并在图中标出电场强度EA的方向;
(2)若将该试探电荷从A点移到B点,电场力做功W=2.5×10-9 J,求试探电荷的电势能变化量及A、B两点间的电势差UAB.
正确答案
解:(1)A点的电场强度大小EA=
=
=2×104N/C
方向如图.
(2)电势能变化量△Ep=-W=-2.5×10-9 J,“-”号说明电势能是减少的.
答:
(1)A点的电场强度大小EA是2×104N/C,在图中标出电场强度EA的方向如图;
(2)试探电荷的电势能变化量是-2.5×10-9 J,A、B两点间的电势差UAB是5V.
解析
解:(1)A点的电场强度大小EA=
=
=2×104N/C
方向如图.
(2)电势能变化量△Ep=-W=-2.5×10-9 J,“-”号说明电势能是减少的.
答:
(1)A点的电场强度大小EA是2×104N/C,在图中标出电场强度EA的方向如图;
(2)试探电荷的电势能变化量是-2.5×10-9 J,A、B两点间的电势差UAB是5V.
关于电场强度的概念,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、E=是场强的定义式,运用比值法定义,则场强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.
B、正试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相同,负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,场强由电场本身决定,与试探电荷无关,故B错误.
C、场强E由电场本身决定,场强与放入该点的试探电荷的正负无关.故C正确.
D、根据点电荷场强的计算公式是E=k,式中Q是场源电荷,可知,库仑定律的表达式F=k
,式
是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而
是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小.故D正确.
故选:CD
真空中有一对平行金属板,相距10cm,两板间的电势差为100V.
(1)板间电场强度多大?
(2)两价的氧离子由静止开始加速,从一个极板到达加一个极板时,动能是多少?( e=1.6×10-19c)
正确答案
解:(1)板间电场强度为:E==
=1000V/m
(2)两价的氧离子带电量为:q=2e=3.2×10-19C
根据动能定理得:Ek=qU=3.2×10-19×100J=3.2×10-17J
答:(1)板间电场强度是1000V/m.
(2)两价的氧离子由静止开始加速,从一个极板到达加一个极板时,动能是3.2×10-17J.
解析
解:(1)板间电场强度为:E==
=1000V/m
(2)两价的氧离子带电量为:q=2e=3.2×10-19C
根据动能定理得:Ek=qU=3.2×10-19×100J=3.2×10-17J
答:(1)板间电场强度是1000V/m.
(2)两价的氧离子由静止开始加速,从一个极板到达加一个极板时,动能是3.2×10-17J.
对下列概念、公式的理解,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度反映电场本身的性质,与试探电荷的电荷量无关,故A错误;
B、电容也是电容器本身的性质,和极板上的电荷量及电压无关,但可以通过此公式求出电容的大小,即为1F,故B正确;
C、电子的电量为e,由W=Uq可知,电场对电子做功加速时W=Ue,即在1V电压下加速,电场力做功为1eV,故C错误;
D、由电势差的定义可知,U=V=-1V;故D错误;
故选:B.
如图所示,甲图中AB是某点电荷形成的电场中的一条电场线,乙图为放在电场线上a、b两点的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数关系图象,规定电场力的方向由A指向B为正,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的斜率小于b的斜率,说明a处场强小于b处的场强,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较远,即场源位置在B侧,
由于检验电荷的电性未知,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错误,BD正确.
故选:BD.
把一带电量为q1=3.2×10-19C的点电荷放在某电场中的P点,受到的电场力F=9.6×10-17N,则P点的电场强度为______N/C;如果再把此电荷从P点移走,放上另一个点电荷q2=6.4×10-20C,那么P点的电场强度为______N/C.
正确答案
300
300
解析
解:由场强的定义式E=得,
p点的电场强度为E=300N/C
电场强度是反映电场本身特性的物理量,由电场决定,与试探电荷无关,则将检验电荷移走后,该点的电场强度不变,仍为300N/C.
故答案为:300,300.
在物理学中,常常用比值定义物理量,用来表示研究对象的某种性质,下面列出七个关系式::①场强E= ②电容C=
③电阻R=
④电流I=
;⑤电流I=
⑥R电阻=
⑦电动势E=
,下列针对这七个关系式说法正确的是( )
正确答案
解析
解:①E= 是电场强度的定义式,E与F、q无关,由电场本身决定,属于比值法定义.
②C=是电容的定义式,C与Q、U无关,由电容器本身决定,属于比值法定义.
③R= 是电阻的定义式,R与I、U无关,由导体本身决定,属于比值法定义.
④I=是欧姆定律表达式,I与U成正比,与R成反比,不属于比值法定义.
⑤I=是电流的定义式,I与Q、t无关,属于比值法定义.
⑥R═是电阻的决定式,ρ、L成正比,与S成反比,不属于比值法定义.
⑦电动势E=,是比值定义式,电动势E与W,及q均无关,故ACD错误,B正确.
故选:B.
关于电场强度,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度反映电场本身的强弱和方向,与放入电场中试探电荷无关,在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度不变,故A错误.
B、电场强度的定义式是E=,则知电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力的大小,故B正确.
CD、正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向,而负电荷在电场中某点所受电场力的方向与这点电场强度的方向相反,故C正确,D错误.
故选:BC.
真空中两个固定的点电荷A、B相距12cm,QA=4.0×10-9C,QB=1.0×10-9C.已知静电常数K=9.0×109Nm2/C2.
(1)A和B之间相互作用力是多大?
(2)电荷A在电荷B处产生的电场强度是多大?
(3)现在引入电量为q=2×10-9C的第三个点电荷,要使新引入的第三个电荷受到的电场力的合力为零,求该电荷应放置的位置.
正确答案
解:(1)由库仑定律得:F==9×
=2.5×10-6N
(2)由电场强度的定义式得:=2500N/C
(3)q只能在A、B连线上,设q距A的距离为x,距B的距离为r-x,q受力为零实际是q所在位置A、B的合场强为零,
即:,
所以 4(r-x)2=x2,2(r-x)=x,
解得:x=r=
=8cm
答:(1)A和B之间相互作用力是2.5×10-6N;
(2)电荷A在电荷B处产生的电场强度是2500N/C;
(3)该电荷应放置的位置距A的距离为8cm.
解析
解:(1)由库仑定律得:F==9×
=2.5×10-6N
(2)由电场强度的定义式得:=2500N/C
(3)q只能在A、B连线上,设q距A的距离为x,距B的距离为r-x,q受力为零实际是q所在位置A、B的合场强为零,
即:,
所以 4(r-x)2=x2,2(r-x)=x,
解得:x=r=
=8cm
答:(1)A和B之间相互作用力是2.5×10-6N;
(2)电荷A在电荷B处产生的电场强度是2500N/C;
(3)该电荷应放置的位置距A的距离为8cm.
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