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题型:简答题
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简答题

如图所示,等边三角形ABC,边长为L,在顶点A,B处有等量异种点电荷QA,QB,QB=-Q.求在顶点C处的电荷量为QC的点电荷所受的静电力.

正确答案

解:QC受力情况如图所示,QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其它电荷的存在而改变,仍然遵守库仑定律的规律.

  QA对QC作用力:FA=K,同性电荷相斥.

  QB对QC作用力:FB=K,异性电荷相吸.

由上知 FA=FB

根据平行四边形法则,QC受的力F1即为FA、FB的合力,根据几何知识可知,QC受力的大小,F1=FA=FB=K,方向为平行AB连线向右.

答:在顶点C处的电荷量为QC的点电荷所受的静电力大小为K,方向为平行AB连线向右.

解析

解:QC受力情况如图所示,QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其它电荷的存在而改变,仍然遵守库仑定律的规律.

  QA对QC作用力:FA=K,同性电荷相斥.

  QB对QC作用力:FB=K,异性电荷相吸.

由上知 FA=FB

根据平行四边形法则,QC受的力F1即为FA、FB的合力,根据几何知识可知,QC受力的大小,F1=FA=FB=K,方向为平行AB连线向右.

答:在顶点C处的电荷量为QC的点电荷所受的静电力大小为K,方向为平行AB连线向右.

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简答题

如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板间电压为U,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动,当它到达电场中的N点时速度变为水平方向,大小变为2v0

求(1)M、N两点间的电势差

(2)电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g)

正确答案

解:竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动,则竖直位移大小为h=

小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动,则

水平位移x=

 h=

联立得,x=2h=

故M、N间的电势差为UMN=-Ex=-=-

从M运动到N的过程,由动能定理得

  W+WG=m-

所以联立解得 W=

答:M、N间电势差为-,电场力做功

解析

解:竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动,则竖直位移大小为h=

小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动,则

水平位移x=

 h=

联立得,x=2h=

故M、N间的电势差为UMN=-Ex=-=-

从M运动到N的过程,由动能定理得

  W+WG=m-

所以联立解得 W=

答:M、N间电势差为-,电场力做功

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简答题

(2015秋•福建校级月考)将电荷量为1.2×10-5C的试探电荷放在电场中某点,受到的电场力为6×10-6N,则该点的电场强度多大?如果将试探电荷移走,该点电场强度又是多少?

正确答案

解:由题意,试探电荷的电量为 q=1.2×10-5C,受到的电场力为 F=6×10-6N,则该点的电场强度 E==N/C=0.5N/C.

电场强度反映电场性质的物理量,与试探电荷无关,把这个试探电荷取走,该点的电场强度不变,仍为0.5N/C.

答:该点的电场强度是0.5N/C.把这个试探电荷取走,该点的电场强度不变,仍为0.5N/C.

解析

解:由题意,试探电荷的电量为 q=1.2×10-5C,受到的电场力为 F=6×10-6N,则该点的电场强度 E==N/C=0.5N/C.

电场强度反映电场性质的物理量,与试探电荷无关,把这个试探电荷取走,该点的电场强度不变,仍为0.5N/C.

答:该点的电场强度是0.5N/C.把这个试探电荷取走,该点的电场强度不变,仍为0.5N/C.

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简答题

如图所示,直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的.在底边中点O处放置一正电荷Q.一个质量为m、电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边上的垂足D时速度为V.将(1),(2)题正确选项前的标号填在题后括号内

(1)在质点的运动中不发生变化的是(  )

①动能

②电势能与重力势能之和

③动能与重力势能之和

④动能、电势能、重力势能三者之和

A.①②B.②③C.④D.②

(2)质点的运动是(  )

A.匀加速运动

B.匀减速运动

C.先匀加速后匀减速的运动

D.加速度随时间变化的运动

(3)该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率VC为多少?沿斜面向下的加速度ac为多少?

正确答案

解:(1)小球受重力、支持力和电场力,支持力不做功,重力做功等于重力势能的减小量,电场力做功等于电势能的减小量,故在质点的运动中动能、电势能、重力势能三者之和守恒,故选项C正确;

故选:C

(2)质点在运动的过程中受到的电场力增大,所以质点运动的加速度会发生变化.故选:D

(3)因为 BD═BO=OC=OD,则B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,是O点处点

电荷Q产生的电场中的等势点,所以,q由D到C的过程中电场力作功为零,由机械能守恒定律,

mgh=mvc2-mv2  …①

 其中    h=sin60°=

得        …②

质点在C点受三个力的作用:电场力f=,方向由C指向O点;重力mg,方向竖直向下;支撑力N,方向垂直于斜面向上.

根据牛顿定律,有

mgsinθ-focsθ=mac …③

mgsin30°-cos30°=mac

得,…④

答:(1)C;(2)D;(3)该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率,沿斜面向下的加速度

解析

解:(1)小球受重力、支持力和电场力,支持力不做功,重力做功等于重力势能的减小量,电场力做功等于电势能的减小量,故在质点的运动中动能、电势能、重力势能三者之和守恒,故选项C正确;

故选:C

(2)质点在运动的过程中受到的电场力增大,所以质点运动的加速度会发生变化.故选:D

(3)因为 BD═BO=OC=OD,则B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,是O点处点

电荷Q产生的电场中的等势点,所以,q由D到C的过程中电场力作功为零,由机械能守恒定律,

mgh=mvc2-mv2  …①

 其中    h=sin60°=

得        …②

质点在C点受三个力的作用:电场力f=,方向由C指向O点;重力mg,方向竖直向下;支撑力N,方向垂直于斜面向上.

根据牛顿定律,有

mgsinθ-focsθ=mac …③

mgsin30°-cos30°=mac

得,…④

答:(1)C;(2)D;(3)该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率,沿斜面向下的加速度

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简答题

如图所示,两个带有同种电荷的小球A、B,其电荷量均为q=2×10-5C,电荷B的质量m=0.1kg,电荷A固定于绝缘座上,在它正上方的电荷B放在一块绝缘板上,现使绝缘板从静止开始以a=6m/s2的加速度竖直向下做匀加速运动,直到电荷B恰好脱离绝缘板,这一过程电荷B克服外力(除重力外所有的力)做的功W=5.8J.取重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9×109N•m2/C2.求:

(1)电荷B恰好脱离绝缘板时到电荷A的距离x;

(2)绝缘板刚开始运动时到电荷A的距离x′.

正确答案

解:(1)B刚脱离板时,根据牛顿第二定律和库仑定律得:

  mg-k=ma

解得 x==m=3m

(2)对B电荷离板前的运动过程,设电荷B下降的高度为h,则有:

  mgh-W=mah

解得 h==m=14.5m

故绝缘板刚开始运动时到电荷A的距离 x′=x+h=17.5m

答:

(1)电荷B恰好脱离绝缘板时到电荷A的距离x是3m;

(2)绝缘板刚开始运动时到电荷A的距离x′是17.5m.

解析

解:(1)B刚脱离板时,根据牛顿第二定律和库仑定律得:

  mg-k=ma

解得 x==m=3m

(2)对B电荷离板前的运动过程,设电荷B下降的高度为h,则有:

  mgh-W=mah

解得 h==m=14.5m

故绝缘板刚开始运动时到电荷A的距离 x′=x+h=17.5m

答:

(1)电荷B恰好脱离绝缘板时到电荷A的距离x是3m;

(2)绝缘板刚开始运动时到电荷A的距离x′是17.5m.

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