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题型:简答题
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简答题

真空中有一匀强电场,方向沿Ox轴正方向,若一带电粒子质量为m,电荷量为q,从O点以初速度v0沿Oy轴正方向进入电场,经一定时间到达A点.此时速度大小也为v0,方向沿Ox轴正方向,如图所示,已知重力加速度为g,试求:

(1)从O到A的时间△t及OA连线与Ox轴的夹角θ;

(2)该匀强电场的电场强度E;

(3)若设O点电势为零,则A点电势为多少?

正确答案

解:(1)粒子从O到A的运动,Oy方向,根据速度时间关系公式,有:

0-v0=-g△t               ①

根据位移时间关系公式,有:

0-v02=2(-g)y            ②

Ox方向做匀加速直线运动,根据速度时间关系公式,有:

v0=△t                 ③

根据速度位移关系公式,有:

v02=2x                 ④

=tanθ                 ⑤

联立可得:θ=45°,△t=

(2)根据①②③④得:

=g

该匀强电场的电场强度:

E=

(3)若设O点电势为零,则A点电势为φA,在水平方向上只受电场力作用,则电场力做正功,电势能减少,动能增加.

由WOA=q(φOA)=mv02

得φA=-

答:(1)从O到A的时间△t为,OA连线与Ox轴的夹角θ为45°;

(2)该匀强电场的电场强度E为

(3)若设O点电势为零,则A点电势为

解析

解:(1)粒子从O到A的运动,Oy方向,根据速度时间关系公式,有:

0-v0=-g△t               ①

根据位移时间关系公式,有:

0-v02=2(-g)y            ②

Ox方向做匀加速直线运动,根据速度时间关系公式,有:

v0=△t                 ③

根据速度位移关系公式,有:

v02=2x                 ④

=tanθ                 ⑤

联立可得:θ=45°,△t=

(2)根据①②③④得:

=g

该匀强电场的电场强度:

E=

(3)若设O点电势为零,则A点电势为φA,在水平方向上只受电场力作用,则电场力做正功,电势能减少,动能增加.

由WOA=q(φOA)=mv02

得φA=-

答:(1)从O到A的时间△t为,OA连线与Ox轴的夹角θ为45°;

(2)该匀强电场的电场强度E为

(3)若设O点电势为零,则A点电势为

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题型:简答题
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简答题

在坐标原点O处有一场源点电荷Q=+8.0×10-8C,离O点2.0cm处的B点有一点电荷q=+1.0×10-9C.(静电力常量k=9.0×109N•m2/C2

(1)求B点的场强大小和方向;

(2)若在B点放的是q1=-2.0×10-9C的点电荷,求q1所受的电场力大小和方向.

正确答案

解:(1)B点的场强大小 E=k=9×109×=1.8×106N/C 方向:沿x轴正向.

(2)q1所受的电场力大小为 F=Eq=1.8×106×2.0×10-9N=3.6×10-3N,方向:沿x轴负向  

答:(1)B点的场强大小为1.8×105V/m,方向为x轴正向;

(2)q1所受的电场力大小为3.6×10-3N,方向为x轴负向.

解析

解:(1)B点的场强大小 E=k=9×109×=1.8×106N/C 方向:沿x轴正向.

(2)q1所受的电场力大小为 F=Eq=1.8×106×2.0×10-9N=3.6×10-3N,方向:沿x轴负向  

答:(1)B点的场强大小为1.8×105V/m,方向为x轴正向;

(2)q1所受的电场力大小为3.6×10-3N,方向为x轴负向.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在负点电荷Q的一条电场线上的A处,放一个电量大小为5.0×10-8C的正点电荷q1,q1受到的电场力F1=2.0×10-5N.求:

(1)A点处的电场强度的大小和方向;

(2)如果在A处换上另一个电量大小为-2.0×10-8C的负点电荷q2,它受到的电场力F2的大小和方向如何?

正确答案

解:(1)由电场强度的定义式可得

A点处电场强度大小:       

              电场强度的方向:指向负点电荷Q   

(2)负点电荷q2受到的电场力的大小F2=qE=2.0×10-8×4.0×102=8.0×10-6N           

                 其方向:背离负点电荷Q向右

答:(1)A点处的电场强度的大小4×102N/C和方向为指向负点电荷Q;

(2)负点电荷q2受到的电场力F2的大小8.0×10-6N,方向为背离负点电荷Q向右

解析

解:(1)由电场强度的定义式可得

A点处电场强度大小:       

              电场强度的方向:指向负点电荷Q   

(2)负点电荷q2受到的电场力的大小F2=qE=2.0×10-8×4.0×102=8.0×10-6N           

                 其方向:背离负点电荷Q向右

答:(1)A点处的电场强度的大小4×102N/C和方向为指向负点电荷Q;

(2)负点电荷q2受到的电场力F2的大小8.0×10-6N,方向为背离负点电荷Q向右

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题型:填空题
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填空题

将一电荷量为-2.0×10-8C的检验电荷q放在电场中某点,其受到的电场力为4.0×10-3N,方向向左,则该点处的电场强度大小为______N/C,电场强度的方向为______

正确答案

2×105

向右

解析

解:正试探电荷在该点所受的电场力方向水平向右,而负电荷受到电场力与电场强度方向相反,则该点的电场方向水平向右.该点的电场强度为:

E===2×105N/C,

故答案为:2×105;向右.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端连接一带电荷量为q,质量为m的带正电小球,该装置处于水平向右的匀强电场中,小球静止时细线与竖直方向成α角,求细线的拉力F及匀强电场的电场强度E.

正确答案

解:小球受力如图所示:

小球处于平衡状态所以有:

绳子拉力:

根据:Eq=mgtanα,得:

故绳子上拉力为:,电场强度为:,方向水平向右.

解析

解:小球受力如图所示:

小球处于平衡状态所以有:

绳子拉力:

根据:Eq=mgtanα,得:

故绳子上拉力为:,电场强度为:,方向水平向右.

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题型: 单选题
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单选题

A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷,A、B、C、D四点在同一直线上,且AC=CD=DB.将一正电荷从C点沿直线移到D点,则 (  )

A电场力先做正功再做负功

B电场力一直做负功

C电场力先做负功再做正功

D电场力一直做正功

正确答案

A

解析

解:设AC=CD=DB=L

+Q在C点产生的电场强度大小,方向向右

+2Q在C点产生的电场强度大小,方向向左

所以C点实际场强方向向右

+Q在D点产生的电场强度大小,方向向右

+2Q在D点产生的电场强度大小,方向向左

所以D点实际场强方向向左

所以从C点沿直线移到D点,场强方向先向右后向左,所以正电荷受电场力的方向也是先向右后向左,

所以电场力先做正功再做负功.

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,N(N>5)个小球均匀分布在半径为R的圆周上,圆周上P点的一个小球所带电荷量为-2q,其余小球带电量为+q,圆心处的电场强度大小为E.若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为(  )

AE

B

C

D

正确答案

C

解析

解:假设圆周上均匀分布的都是电量为+q的小球,由于圆周的对称性,圆心处场强为0,则知P处q在圆心处产生的场强大小为 E1=k,方向水平向左,可知图中所有+q在圆心处的场强E2=E1=k,方向水平向右,图中-2q在圆心处产生的场强大小 E3=k,方向水平向右.

根据电场的叠加有:E2+E3=E,则得k=,所以若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

关于电场强度E的说法正确的是(  )

A根据E=可知,电场中某点的电场强度与电场力F成正比,与电量q成反比

B电场中某点的场强的大小与试探电荷的大小、有无均无关

C电场中某点的场强方向就是放在该点的电荷所受电场力方向

D以上说法均不正确

正确答案

B

解析

解:A、B电场强度是描述电场本身的性质的物理量,与试探电荷无关,不能说电场强度与电场力F成正比,与电量q成反比.故A错误,B正确.

    C、物理学上规定,场强方向与放在该点的正电荷所受电场力方向相同,与放在该点的负电荷所受电场力方向相反.故C错误.

    D、由上可知D错误.

故选B

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止.设小球A的带电量大小为QA,小球B的带电量大小为QB,下列判断正确的是(  )

A小球A带正电,小球B带负电,且QA>QB

B小球A带正电,小球B带负电,且QA<QB

C小球A带负电,小球B带正电,且QA>QB

D小球A带负电,小球B带正电,且QA<QB

正确答案

D

解析

解:A、假设小球A带正电,小球B带负电,对小球各自受力分析,

小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力,所以小球B的合力向左.

由于小球A、B向右做匀加速运动,所以它们所受合力方向水平向右.故A、B错误.

C、小球A带负电,小球B带正电,对小球各自受力分析,由牛顿第二定律得:

对小球B:EQB-=mBaB       ①

对小球A:-EQA=mAaA      ②

①②两式相加得:EQB-EQA=mBaB+mAaA

所以必有QA<QB,故C错误,D正确.

故选D.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,真空中O点处固定一点电荷Q,同时在O点通过绝缘细线悬挂一带电荷量为q质量为m的小球,开始时细线与小球处在水平位置且静止,释放后小球摆到最低点时,细线的拉力为4mg,则固定电荷Q在最低点B处产生的场强大小为(  )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解:小球从A到B过程,受重力、拉力和静电力,只有重力做功,运用动能定理得到

解得

v=                 ①

在最低点,重力、拉力和静电力的合力提供向心力,假设静电力向下,根据牛顿第二定律,有

     ②

解得

F=mg

故B滴点的场强为:E=

故选A.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一质量m=0.8g,带电量大小q=2.0×10-6C带电小球,用绝缘细丝线悬挂,置于水平向右的匀强电场中,处于静止.已知θ=45°,求:

(1)小球带什么电?

(2)匀强电场的场强多大?(g=10m/s2

(3)若剪断细丝线,小球在电场中做什么运动?

正确答案

解:(1)小球受力如图,由于电场力F与场强方向相反,说明小球带负电.

(2)小球的电场力 F=qE

由平衡条件得:F=mgtanθ

则得qE=mgtanθ

解得 E==N/C=4000N/C

(3)剪断细线后小球只受重力和电场力,两个力都是恒力,所以小球做初速度为零的匀加速直线运动.

根据牛顿第二定律得:ma=,a=g

即小球做加速度为g的匀加速直线运动.

答:

(1)小球带负电.

(2)匀强电场的场强为4000N/C.

(3)若剪断细丝线,小球在电场中做加速度为g的匀加速直线运动.

解析

解:(1)小球受力如图,由于电场力F与场强方向相反,说明小球带负电.

(2)小球的电场力 F=qE

由平衡条件得:F=mgtanθ

则得qE=mgtanθ

解得 E==N/C=4000N/C

(3)剪断细线后小球只受重力和电场力,两个力都是恒力,所以小球做初速度为零的匀加速直线运动.

根据牛顿第二定律得:ma=,a=g

即小球做加速度为g的匀加速直线运动.

答:

(1)小球带负电.

(2)匀强电场的场强为4000N/C.

(3)若剪断细丝线,小球在电场中做加速度为g的匀加速直线运动.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,将带电量为Q的正点电荷A固定在水平直线O点处,则A右方r处的P点电场强度大小为______.欲使P点电场强度为0,可在电荷A左方2r处再放一个点电荷B,则点电荷B应带______电(填“正”或“负”),电量为______

正确答案

解:据点电荷的场强公式E=可得:则A右方r处的P点电场强度大小,方向向右;

欲使P点电场强度为0,另一个电荷在该点产生的场强度大小,方向向左,所以在B点放负电荷,设电量为Q1

据点电荷的场强公式可知:=,所以Q1=9Q

故答案为:;负;9Q.

解析

解:据点电荷的场强公式E=可得:则A右方r处的P点电场强度大小,方向向右;

欲使P点电场强度为0,另一个电荷在该点产生的场强度大小,方向向左,所以在B点放负电荷,设电量为Q1

据点电荷的场强公式可知:=,所以Q1=9Q

故答案为:;负;9Q.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•南安市校级期中)质量为m的带电小球带电量为+q,用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中,平衡时绝缘细线与竖直方向成37°角,重力加速度为g.求电场强度的大小.

正确答案

解:对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,结合平衡条件运用合成法,如图,

由几何知识得:mgtan37°=qE

解得:E=

答:电场强度的大小是

解析

解:对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,结合平衡条件运用合成法,如图,

由几何知识得:mgtan37°=qE

解得:E=

答:电场强度的大小是

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题型:简答题
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简答题

在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为1.0m和2.0m.已知放在A、B两点的检验电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟检验电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带负电,放在B点的电荷带正电.求:

(1)A点的电场强度的大小和方向.

(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标.

正确答案

解:(1)由图可得A点电场强度的大小EA=.  

因A点的电荷带负电,而受力指向x轴正方向,故A点场强方向沿x轴负方向. 

(2)因A点的负电荷受力和B点的正电荷受力均指向x轴正方向,故点电荷Q应位于A、

B两点之间,且带正电.  

由图可得EB=30N/C  

设点电荷Q的坐标为x,则 

解得x=1.75m. 

答:(1)A点的电场强度的大小和方向沿x轴负方向.

(2)点电荷Q的带正电,且点电荷Q的位置坐标1.75m.

解析

解:(1)由图可得A点电场强度的大小EA=.  

因A点的电荷带负电,而受力指向x轴正方向,故A点场强方向沿x轴负方向. 

(2)因A点的负电荷受力和B点的正电荷受力均指向x轴正方向,故点电荷Q应位于A、

B两点之间,且带正电.  

由图可得EB=30N/C  

设点电荷Q的坐标为x,则 

解得x=1.75m. 

答:(1)A点的电场强度的大小和方向沿x轴负方向.

(2)点电荷Q的带正电,且点电荷Q的位置坐标1.75m.

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题型: 多选题
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多选题

下列说法正确的是(  )

A法拉第最早发现了电流的磁效应现象,并最先引入“场”的概念

B电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置

C库仑通过实验研究,发现了电荷间的相互作用规律

D电场强度E=和磁感应强度B=都是用比值定义物理量的例子

正确答案

B,C,D

解析

解:A、奥斯特发现电流的磁效应,而法拉第得出电磁感应现象,故A错误;

B、电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置,而转化的本领称之为电动势,故B正确;

C、库仑通过实验研究,发现了电荷间的相互作用规律,即为F=K,故C正确;

D、电场强度E=和磁感应强度B=都是用比值定义,故D正确;

故选:BCD.

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