- 匀强电场
- 共1305题
如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d、e四个点,a和b、b和c、c和d、d和e间的距离均为R,在b点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知a点处的场强为零,则e点处场强的大小为(k为静电力常量)( )
正确答案
解析
解:电荷量为q的点电荷在a处产生电场强度大小为 E=k,方向向左.
已知a点处的场强为零,则点电荷q与圆盘在a点产生的场强大小相等、方向相反,所以圆盘在a点的场强大小等于E=k,方向向右
根据对称性可知圆盘在e点产生的场强大小为E=k,方向向左
点电荷q在e点的场强大小为 E′=k,方向向右,所以e点处场强的大小为 Ee=E-E′=
,方向向左.
故选:A.
如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数均为μ.求:
(1)物体A受到的摩擦力;
(2)如果将物体A的电荷量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的距离为时,求物体A加速度的大小.
正确答案
解:(1)对A受力分析如图所示,因A处于静止状态,故有库仑力F大小等于静摩擦力f大小,库伦力为:
F=k
所以f=F=k
(2)如果将物体A的电荷量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的距离为r′=时,有库仑力大小F′=k
=4μmg
滑动摩擦力大小f′,f′=μN=μmg
又有:F′-f′=ma
解得a=3μg
答:(1)A受的摩擦力为k .
(2)A的电荷量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的距离为时,则物体A加速度为3μg.
解析
解:(1)对A受力分析如图所示,因A处于静止状态,故有库仑力F大小等于静摩擦力f大小,库伦力为:
F=k
所以f=F=k
(2)如果将物体A的电荷量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的距离为r′=时,有库仑力大小F′=k
=4μmg
滑动摩擦力大小f′,f′=μN=μmg
又有:F′-f′=ma
解得a=3μg
答:(1)A受的摩擦力为k .
(2)A的电荷量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的距离为时,则物体A加速度为3μg.
如图所示,为匀强电场中的一组等势面A、B、C、D,若 相邻两点间的距离都是2cm,则该电场的场强为______V/m; 到A点距离为1.5cm的P点的电势为______V; 该场强方向为______.
正确答案
-1.25
垂直于等势面斜向上
解析
解:根据电场线与等势线垂直,并且由高电势指向低电势,
场强的大小 E=V/m
P点到B点的距离为x=0.5cm=0.005m,P点的电势 φp=-Exsin60°=×0.005×sin60°V=-1.25V
场强方向垂直于等势面斜向上
故答案为:,-1.25,垂直于等势面斜向上
质量为m=2kg的小球M,用一根长L=90cm的绝缘细绳悬挂在空间O点,该点有一电荷量Q=2×10-5C的点电荷.在最低点给小球一个V0=6m/s的初速度,小球在竖直面内做圆周运动.在最高点细绳的拉力恰好为零.(g=10m/s2)
求:(1)小球所带电量
(2)小球运动到水平直径的右端时,细绳的拉力.
正确答案
解析
解:(1)小球运动到最高点时速度为v1,则
解得:
因此有:
解得:
q==
=9×10-5C
(2)小球运动到最右端时速度为v2,则
解得:
=
m/s
=60N
答:(1)小球所带电量为9×10-5C;
(2)小球运动到水平直径的右端时,细绳的拉力为60N.
如图所示,同一竖直平面内固定着绝缘细杆AB、CD,长均为l,两杆间竖直距离为h,B、D两端与光滑绝缘的半圆形细杆相连,半圆形细杆与AB、CD在同一竖直平面内,O为AD、BC连线的交点.在O点固定一电荷量为Q的正点电荷,质量为m、电荷量为q的带负电的小球,穿在细杆上,从A端以一定的初速度出发,沿杆滑动恰能到达C点.已知小球与两水平杆间的动摩擦因数为μ,小球所受库仑力始终小于重力,不计小球带电对点电荷Q电场的影响.则小球从A点到C点的运动过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据点电荷产生的场强E=可知点电荷在AC的场强大小相同,方向不同,故A错误;
B、受到的摩擦力为:F=
当r最小时,摩擦力最小,即小球运动到O点正下方时,受到的摩擦力最小,其值为μ(mg-),故B正确;
C、BD半圆为等势面,故电场力对小球不做功,故C错误;
D、根据动能定理,由于对称性可知:,解得:
,故D正确
故选:BD
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