- 电场:电流
- 共19537题
如图所示,一带电为q、质量为m的小物块放在一倾角为θ的光滑绝缘斜面上,当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时,小物块恰好处于静止状态.
(1)试在答题卷的方框中分析小物块带的电荷种类.
(2)对物块进行受力情况,在受力分析图中标上符号,并在答题卷的相应位置写上各力的名称;
(3)求出该匀强电场的电场强度E的大小.
正确答案
解:(1)要使物体静止,所受电场力的方向应向右,而E的方向向左,可见,物体带负电;
(2)小物块受到重力、支持力和电场力,如图所示:G重力、FN支持力、F电场力.
(3)由平衡条件得:F=mgtanθ
知:
答:(1)物体带负电;
(2)分析见上,如图所示;
(3)匀强电场的电场强度E的大小为.
解析
解:(1)要使物体静止,所受电场力的方向应向右,而E的方向向左,可见,物体带负电;
(2)小物块受到重力、支持力和电场力,如图所示:G重力、FN支持力、F电场力.
(3)由平衡条件得:F=mgtanθ
知:
答:(1)物体带负电;
(2)分析见上,如图所示;
(3)匀强电场的电场强度E的大小为.
如图所示,A、B两个带电小球可以看成点电荷,用两等长绝缘细线悬挂起来,在水平方向的匀强电场中,A、B静止,且悬线都保持竖直,已知A、B相距3cm,A的带电量为qA=+2.0×10-9 C.已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.求:
(1)匀强电场的场强大小和方向;
(2)小球B的电量和电性.
正确答案
解:(1)由题意可知A球受力平衡,水平方向合外力等于零,B对A的作用力向右,所以要加一个水平向左的电场,
对B受力分析,则由根据平衡条件得:
EqB=
代入数据解得:E==2×104N/C;
(2)对A受力分析,则有:EqA=;
解得:qB==
=2×10-9 C;
B受到的库仑力水平向左,则电场力水平右,所以B带负电.
答:(1)外加的匀强电场的场强大小是2×104N/C,方向水平向左.(2)小球B的电量2×10-9 C;带负电.
解析
解:(1)由题意可知A球受力平衡,水平方向合外力等于零,B对A的作用力向右,所以要加一个水平向左的电场,
对B受力分析,则由根据平衡条件得:
EqB=
代入数据解得:E==2×104N/C;
(2)对A受力分析,则有:EqA=;
解得:qB==
=2×10-9 C;
B受到的库仑力水平向左,则电场力水平右,所以B带负电.
答:(1)外加的匀强电场的场强大小是2×104N/C,方向水平向左.(2)小球B的电量2×10-9 C;带负电.
如图所示,一质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场改变方向之前,物体沿竖直墙运动,由于水平方向支持力与电场力相等,电场强度减弱,所以支持力减小,故摩擦力减小,所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大;电场改为水平向右时,物体受互相垂直的重力和电场力,而电场力随电场强度的增大而增大,所以合力增大.因此,整个过程中,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,A错误,B正确.
C、当电场强度为零时,物体开始离开墙壁,即E0-kt=0,所以t=,故C正确.
D、根据A选项分析,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故D错误.
故选BC.
(单选)如图所示,在两个等量异种电荷M、N的连线上有A、B两点,已知MA=NB,MA<NA.下列关于A、B两点电场强度和电势的比较,正确的是( )
正确答案
解析
解:A点的场强EA=k+k
,B点的场强EB=k
-k
.知EA>EB.
在MN之间找一点C、使得A、C关于MN的中点对称,知A电势高于C电势,
因NB之间的场强小于NC之间的场强,根据U=Ed定性分析知,则UNB<UNC,所以φC>φB,
因为φA>φC,所以φA>φB.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
四种电场的电场线如图所示.一电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场可能是图中的( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律得,电荷的加速度为a==
,可见,电荷的加速度大小与场强大小成正比.
A、由M点向N点,电场线越来越疏,场强E越来越小,加速度越来越小,与题不符.故A错误.
B、此电场是匀强电场,电荷的加速度不变.与题不符.故B错误.
C、由M点向N点,电场线越来越密,场强E越来越大,加速度越来越大,与题不符.故C错误.
D、由M点向N点,电场线越来越密,场强E越来越大,加速度越来越大,与题相符.故D正确.
故选:D.
如图所示,悬线下挂着一个带正电的小球,它的质量为m、整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E..小球处于平衡状态,悬线与竖直方向的夹角为θ.小球的带电量大小为______,悬线对小球的拉力大小为______.
正确答案
解析
解:如图所示,对小球进行受力分析,并将电场力与重力合成得:
则有F=mgtanθ,T=
所以小球的带电量大小
故答案为:,
.
(2015•松江区二模)将检验电荷q放在电场中,q受到的电场力为F,我们用来描述电场的强弱.类比于这种分析检验物体在场中受力的方法,我们要描述磁场的强弱,下列表达式中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据公式B=,可知,B与磁通量∅、面积S无关,由磁场本身决定,是比值法定义,故A正确;
B、根据法拉第电磁感应定律E=BLv,可知,B=,不属于比值定义,故B错误;
C、根据B=,属于比值定义,B与F及IL均无关,故C正确;
D、根据安培力综合表达式F=,则有B=
,不属于比值定义,故D错误.
故选:AC.
电场中的A点放一个正点电荷,其电荷量q=5.0×10-9C.q受到的电场力为1.0×10-7N,方向向东.则A点场强的大小为______N/C,方向______;若将另一个负点电荷q′=-2.0×10-8C放在A点,则A点场强的大小为______N/C,方向______;此时q′受到的电场力大小为______N,方向______.
正确答案
40
向东
40
向东
8.4×10-7
向西
解析
解:A点的电场强度大小为:E==
=40 N/C,方向向东.
如果在A点放置另一个带电量为q′=-2.0×10-8C的点电荷,则A点的电场强度大小和方向均不变,仍然为40N/C,方向向东.
它受到的电场力大小为:F′=q′E=2.1×10-8×40=8.4×10-7 N,方向为 向西.
故答案为:40,向东;40,向东;8.4×10-7,向西.
在点电荷Q产生的电场中有a、b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线夹角为30°,b点的场强方向与连线成120°角,如图所示,则该点电荷的电性为______b点的场强大小为______,a、b两点______点电势高.
正确答案
负
3E
a
解析
解:将场强Ea、Eb延长,交点即为点电荷所在位置,如图所示,由于电场强度方向指向点电荷,则知该点电荷带负电.
根据几何知识分析解得a点到Q点的距离:ra=2dcos30°=d,
b点到Q点的距离rb=d,a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb=:1,
由公式得:a、b两点场强大小的比值Ea:Eb=1:3.得,Eb=3E.
由于a点距离负点电荷Q更近,所以a点的电势高于b点的电势.
故答案为:负;3E;a.
细胞膜的厚度等于700nm(1nm=10-9m),当膜的内外层之间的电压达0.4V时,即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时( )
正确答案
解析
解:由题意得,膜内电场强度为:E==
V/m=5.71×105V/m
由电场力做功与电势差的关系得,每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功为:W=qU=1.6×10-19×0.4=6.4×10-20J
故选:BD.
匀强电场的电场线与AC平行,把带电量为10-8C的负电荷从A点移到B点,静电力做功6×10-8J,AB长6cm,AB与AC成60°角,求
(1)匀强电场的场强方向
(2)设B处电势为1V,则A处电势为多少?电子在A点的电势能为多少?
(3)匀强电场的场强多大?
正确答案
解:
(1)将负电荷从A移至B,静电力做正功,所以所受静电力方向由A至C,又因为是负电荷,场强方向与负电荷受静电力方向相反,所以场强方向应为C至A方向.
(2)由W=qU,得UAB==-6V
即UAB=φA-φB=-6V 故φA=-5V
电子在A点的电势能Ep=-eφA=5eV
(3)由B向AC作垂线交AC于D点,D与B在同一等势面上,
UDA=UBA=6V
沿场强方向A、D两点距离为
d=ABcos60°=0.03m
E==200V/m
答:
(1)匀强电场的场强方向为C至A方向.
(2)设B处电势为1V,A处电势为-5V,电子在A点的电势能为5eV.
(3)匀强电场的场强200V/m.
解析
解:
(1)将负电荷从A移至B,静电力做正功,所以所受静电力方向由A至C,又因为是负电荷,场强方向与负电荷受静电力方向相反,所以场强方向应为C至A方向.
(2)由W=qU,得UAB==-6V
即UAB=φA-φB=-6V 故φA=-5V
电子在A点的电势能Ep=-eφA=5eV
(3)由B向AC作垂线交AC于D点,D与B在同一等势面上,
UDA=UBA=6V
沿场强方向A、D两点距离为
d=ABcos60°=0.03m
E==200V/m
答:
(1)匀强电场的场强方向为C至A方向.
(2)设B处电势为1V,A处电势为-5V,电子在A点的电势能为5eV.
(3)匀强电场的场强200V/m.
如图所示,在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,求:
(1)q在M点受到的静电力
(2)M点的场强.
正确答案
解:(1)根据库仑定律公式得q在M点受到的静电力为:
F=k=9×109×
=10-8N,方向:由M指向0(或向左)
(2)根据电场强度定义式得M点的场强为:
EM=E==
N/C=100N/C,方向:由M指向N(或向右)
答:(1)q在M点受到的静电力10-8N,方向:由M指向0;
(2)M点的场强100N/C,方向:由M指向N.
解析
解:(1)根据库仑定律公式得q在M点受到的静电力为:
F=k=9×109×
=10-8N,方向:由M指向0(或向左)
(2)根据电场强度定义式得M点的场强为:
EM=E==
N/C=100N/C,方向:由M指向N(或向右)
答:(1)q在M点受到的静电力10-8N,方向:由M指向0;
(2)M点的场强100N/C,方向:由M指向N.
在真空中有一点电荷Q产生的电场,电场中有a、b两点,若a、b两点距电荷Q的距离分别为r和2r,则这两点的电场强度大小Ea:Eb为多少?
正确答案
解:根据真空中点电荷场强的公式E=k,知电场强度的大小与该点到点电荷Q的距离平方成反比,
则a、b两点的电场强度大小之比 Ea:Eb=:
=(2r)2:r2=4:1
答:这两点的电场强度大小Ea:Eb为4:1.
解析
解:根据真空中点电荷场强的公式E=k,知电场强度的大小与该点到点电荷Q的距离平方成反比,
则a、b两点的电场强度大小之比 Ea:Eb=:
=(2r)2:r2=4:1
答:这两点的电场强度大小Ea:Eb为4:1.
如图所示,两极板沿水平方向放置,它们之间是匀强电场.一个电荷量q=+1.0×10-8C的点电荷,在电场中的A点所受电场力F=2.0×10-4N.求:
(1)A点电场强度E的大小;
(2)请在图中画出该点电荷所受电场力F的方向.
正确答案
解:(1)根据电场强度定义式
代入数据解得 E=2.0×104N/C
(2)点电荷在A点所受电场力的方向如答图所示
解析
解:(1)根据电场强度定义式
代入数据解得 E=2.0×104N/C
(2)点电荷在A点所受电场力的方向如答图所示
(2015秋•黄冈校级期中)下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度为电场本身的性质与试探电荷的电荷量无关,故A正确;
B、由电势差的定义可知,U=-V=-1V,故B正确;
C、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,故C错误;
D、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D正确;
本题选不正确的,故选:C.
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