- 电场
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A、B、C是边长为a的等边三角形的三个顶点,当A、B处分别放置电量为Q,电性相反的电荷时,C点场强大小为______.
正确答案
解析
解:A在C产生的场强为:
B在C产生的场强为:
由于A、B、C是边长为a的等边三角形,故两场强的夹角为120°
可知其合场强为:=
故答案为:
一个带电小球,带有5.0×10-9C的负电荷.当把它放在电场中某点时,受到方向竖直向下、大小为2.0×10-8N的电场力,则该处的场强大小为______,方向______.如果在该处放上一个电量为3.2×10-12C带正电的小球,所受到的电场力大小为______,方向______.
正确答案
4N/C
竖直向上
1.28×10-11N
竖直向上
解析
解:场强大小为E==
=4N/C,方向与负电荷所受的电场力方向相反,即竖直向上.
如果在该处放上一个电量为3.2×10-12C带正电的小球,所受到的电场力大小为F′=q′E=3.2×10-12C×4N/C=1.28×10-11N,方向竖直向上.
故答案为:4N/C,竖直向上.1.28×10-11N,竖直向上.
AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q( )
正确答案
解析
解:根据库仑定律,两个点电荷在0点产生的场强大小都为两个场强的方向互成120°,根据平行四边形定则,合场强大小为
,方向水平向右.所以最后一个电荷在O点产生的场强大小为
,方向水平向左.所以该电荷若在C点,为-q,若在D点,为+q.故C、D正确,A、B错误.
故选:CD.
一半径为R的半球面均匀带有负电荷Q,电荷Q在球心O处产生的场强大小E0=
.把半球面分为表面积相等的左、右两部分,如图所示,左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2.则( )
正确答案
解析
解:半球面分为表面积相等的左、右两部分,由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等;由对称性可各,电荷Q在球心处产生的场强方向垂直底面向上;
则根据电场的叠加可知:左侧部分在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等,即E1=E2 .由于方向不共线,由合成法则可知,E1=E2 >;故ABC错误;D正确
故选:D.
电场强度E的定义式为E=( )
正确答案
解析
解:A、电场强度的定义式E=,运用比值法定义,适用于一切电场.故A错误.
B、定义式中F是放入电场中的检验电荷所受电场力,q是检验电荷的电荷量.故B正确.
C、q不是产生电场的电荷即场源电荷的电荷量,是检验电荷的电荷量.故C错误.
D、根据公式F=qE和E=k,知在库仑定律的表达式F=k
中,k
是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而k
是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小,故D错误;
故选:B.
将电量为q2的点电荷放在电量为q1的点电荷的电场中的P点,q2所受静电力的大小为F,则P点的电场强度大小为______ N/C;若将点电荷q2从P点取走,q1的位置不变化,则q2取走后P点的电场强度大小为______N/C.
正确答案
解:将电量为q2的点电荷放在电量为q1的点电荷的电场中的P点,q2所受静电力的大小为F,q2为试探电荷,q1为场源电荷,则P点的电场强度大小为 E=.
电场强度同电场本身决定,与试探电荷无关.若将点电荷q2从P点取走,q1的位置不变化,则q2取走后P点的电场强度大小不变,仍为 E=.
故答案为:,
解析
解:将电量为q2的点电荷放在电量为q1的点电荷的电场中的P点,q2所受静电力的大小为F,q2为试探电荷,q1为场源电荷,则P点的电场强度大小为 E=.
电场强度同电场本身决定,与试探电荷无关.若将点电荷q2从P点取走,q1的位置不变化,则q2取走后P点的电场强度大小不变,仍为 E=.
故答案为:,
如图所示,A、B两质点分别带QA=2×10-8C,QB=-2×10-8C的电量,用绝缘细线悬于同一水平线上,相距3cm,在水平方向的匀强电场作用下,它们保持相对静止,绝缘细线沿竖直方向,求:
(1)匀强电场的场强的大小和方向;
(2)A、B两质点连线中点处的场强大小和方向.
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,且
代入数据解得:E=2×105N/C
(2)A、B两质点连线中点处的场强是两个点电荷与匀强电场的和:
两个点电荷的方向都向右,E方向向左,所以:N/C
答:(1)匀强电场的场强E=2×105N/C方向水平向左
(2)A、B两质点连线中点处的场强E′=1.4×106N/C方向水平向右
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,且
代入数据解得:E=2×105N/C
(2)A、B两质点连线中点处的场强是两个点电荷与匀强电场的和:
两个点电荷的方向都向右,E方向向左,所以:N/C
答:(1)匀强电场的场强E=2×105N/C方向水平向左
(2)A、B两质点连线中点处的场强E′=1.4×106N/C方向水平向右
真空中有一电场,在电场中的P点放一电荷量为4×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为2×10-5N,则求:
(1)P点的场强的大小;
(2)把检验电荷的电荷量减小为2×10-9C,则检验电荷所受到的电场力多大?
(3)如果把这个检验电荷取走,则P点的电场强度多大?
正确答案
解:(1)由题,检验电荷电量为:q=-4×10-9C,受到的电场力为:F=2×10-5N,
则A点的电场强度:E==5×103N/C.
(2)若把检验电荷的电荷量减小为2×10-9C,电场强度不变,则电场力为:
F′=q′E=2×10-9×5×103N=1×10-5N.
(3)电场强度反映电场性质的物理量,与试探电荷无关,把这个检验电荷取走,A点的电场强度不变,仍为5×103N/C.
答:(1)P点的场强的大小5000N/C;
(2)把检验电荷的电荷量减小为2×10-9C,则检验电荷所受到的电场力1×10-5N;
(3)如果把这个检验电荷取走,则P点的电场强度5000N/C.
解析
解:(1)由题,检验电荷电量为:q=-4×10-9C,受到的电场力为:F=2×10-5N,
则A点的电场强度:E==5×103N/C.
(2)若把检验电荷的电荷量减小为2×10-9C,电场强度不变,则电场力为:
F′=q′E=2×10-9×5×103N=1×10-5N.
(3)电场强度反映电场性质的物理量,与试探电荷无关,把这个检验电荷取走,A点的电场强度不变,仍为5×103N/C.
答:(1)P点的场强的大小5000N/C;
(2)把检验电荷的电荷量减小为2×10-9C,则检验电荷所受到的电场力1×10-5N;
(3)如果把这个检验电荷取走,则P点的电场强度5000N/C.
如图所示有一个均匀带正电荷的绝缘半圆环,同时y轴负方向距离O点R处还有一个电量为Q的正点电荷,此时在圆心处产生的电场强度为0,电势为φ;现在将环自对称轴剖开,然后将右半部叠放与左半部圆环上,此时圆心处电场强度大小为______,电势______φ(填“大于”、“等于”或“小于”).
正确答案
k
等于
解析
解:半圆环未剖开时,圆心处的电场强度为0,则点电荷Q与半圆环在O点产生的场强大小相等,方向相反,所以可得点电荷Q在O处产生的场强大小为 E1=k,方向沿y轴向上,则半圆环在O处产生的场强大小为 E2=k
,方向沿y轴向下.根据电场的叠加原理可得:每个圆环在圆心O产生的场强大小为 E3=
k
.
将环自对称轴剖开,将右半部叠放与左半部圆环上后,两个半圆环在圆心O处产生的合场强为 E4=2×k
=
则根据正交分解法得:此时圆心处电场强度大小为 E==k
;
根据顺着电场线电势降低,可知,点电荷和两个半圆环相对无穷远的电势不变,则圆心处电势不变,即得:电势等于φ.
故答案为:k;等于
把一个带电量q=5.0×10-9C的正电荷,放在电场中的A点,测得该点的场强为E=4×104N/C,方向水平向左.如果把该点电荷撤去,该点处的场强大小将( )
正确答案
解析
解:将数据场强的定义式:E=,得:E=4×104N/C,场强是由电场本身决定的,与试探电荷的电量的大小无关.所以,在该点电荷撤去,这时该点的场强大小仍保持不变,故D正确,ABC错误.
故选:D.
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