- 电场
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电量为2×10-6C的正点电荷放入电场中A点,受到作用力为6×10-4 N,方向向右,则A点的场强为______N/C,方向______.若把另一电荷放在该点受到力为3×10-4 N,方向向左,则这个电荷的电量为______C,是______电荷.
正确答案
300
向右
1×10-6
负
解析
解:A点的场强 E==
=300N/C,方向:向右.
把另一电荷放在该点时,场强不变.由F′=q′E得
q′==
=1×10-6C
因电场力方向与场强方向相反,则该电荷带负电荷.
故答案是:300,向右,1×10-6,负电荷.
如图所示,真空中有两个点电荷A、B,带电量为qA=5×10-8C,qB=-2×10-7C,分别固定在x轴上的x=0和x=9cm的位置上.求:
(1)点电荷A、B分别在x轴上产生的场强大小相等的坐标;
(2)x轴上场强方向沿x轴正方向的区域.
正确答案
解:(1)设场强大小相等的坐标为x,
根据点电荷场强公式有,
解得:x1=3cm,x2=-9cm
(2)由(1)可知在x<-9cm与0<x<3cm区间内电场强度的方向沿x轴正方向
答:(1)点电荷A、B分别在x轴上产生的场强大小相等的坐标x1=3cm,x2=-9cm;
(2)x轴上在x<-9cm与0<x<3cm区间内场强方向沿x轴正方向的区域.
解析
解:(1)设场强大小相等的坐标为x,
根据点电荷场强公式有,
解得:x1=3cm,x2=-9cm
(2)由(1)可知在x<-9cm与0<x<3cm区间内电场强度的方向沿x轴正方向
答:(1)点电荷A、B分别在x轴上产生的场强大小相等的坐标x1=3cm,x2=-9cm;
(2)x轴上在x<-9cm与0<x<3cm区间内场强方向沿x轴正方向的区域.
如图所示,一个质量为m=0.4kg,带电量为q=2.5×10-3 C的半径极小的,用绝缘丝线悬挂在某水平匀强电场E中,当小球静止时,测得悬线与竖直方向的夹角为37°,(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10N/kg) 试求:
(1)小球受哪几个力而平衡?
(2)匀强电场E的方向;
(3)小球所受电场力的大小及匀强电场E的大小.
正确答案
解:(1)重力、拉力、电场力
(2)电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同,所以电场强度的方向为水平向右.
(3)电场力F=mgtan37°=3N
F=qE E==1.2×103 N/C
故电场力的大小为3N,电场强度的大小为1.2×103 N/C.
解析
解:(1)重力、拉力、电场力
(2)电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同,所以电场强度的方向为水平向右.
(3)电场力F=mgtan37°=3N
F=qE E==1.2×103 N/C
故电场力的大小为3N,电场强度的大小为1.2×103 N/C.
两块平行金属板A、B彼此平行放置,板间距离为d,两板分别带有等量异种电荷,且A板带正电,两板中间有一带负电的油滴P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60°,把油滴从P静止释放,油滴可以打在金属板上,问:
(1)油滴将打在哪块金属板上?
(2)油滴打在金属板上的速率是多少?
正确答案
解:(1)两板倾斜60°后油滴的受力如图:因重力与电场力大小相等,电场力和重力夹角为120°,故其合力在如图方向大小等于mg,即F合=mg;
故油滴做匀加速直线运动,最终会打在A板上,
(2)根据牛顿第二定律运动的加速度大小a=g;
由图中几何关系可知,油滴的位移:=d;
设油滴达到板上速度的大小为v,
根据v2=2aL
所以,
答:
(1)油滴将打在A板上.
(2)油滴打在金属板上的速率是.
解析
解:(1)两板倾斜60°后油滴的受力如图:因重力与电场力大小相等,电场力和重力夹角为120°,故其合力在如图方向大小等于mg,即F合=mg;
故油滴做匀加速直线运动,最终会打在A板上,
(2)根据牛顿第二定律运动的加速度大小a=g;
由图中几何关系可知,油滴的位移:=d;
设油滴达到板上速度的大小为v,
根据v2=2aL
所以,
答:
(1)油滴将打在A板上.
(2)油滴打在金属板上的速率是.
一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成60°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,(重力加速度为g),求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时丝线的拉力.
正确答案
解:(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,由平衡条件得:
mgtan60°=qE
解得:E=
(2)电场方向变成向下后,重力和电场力都向下,两个力做功,小球开始摆动做圆周运动,由动能定理:
(mg+qE)L(1-cos60°)=mv2
在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,有:
T-(mg+qE)=m
解得:T=(mg+qE)+m=2(
+1)mg
答:(1)匀强电场的电场强度;
(2)小球经过最低点时丝线的拉力2(+1)mg.
解析
解:(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,由平衡条件得:
mgtan60°=qE
解得:E=
(2)电场方向变成向下后,重力和电场力都向下,两个力做功,小球开始摆动做圆周运动,由动能定理:
(mg+qE)L(1-cos60°)=mv2
在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,有:
T-(mg+qE)=m
解得:T=(mg+qE)+m=2(
+1)mg
答:(1)匀强电场的电场强度;
(2)小球经过最低点时丝线的拉力2(+1)mg.
下列关于点电荷的场强公式E=的几种不同的理解,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、以点电荷Q为中心,r为半径的球面上各处的场强大小相等,方向不同,场强是矢量,所以场强不同,故A错误.
B、当r→0时,点电荷的场强公式E=已经不适用,当r→∞时,E→0.故B错误.
C、点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向与点电荷的性质有关,正点电荷产生的电场中,各点的场强方向是背向点电荷Q向外,负点电荷产生的电场中,各点的场强方向是指向点电荷Q向内.故C错误.
D、在点电荷Q的电场中,场强公式E=,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比,故D正确.
故选:D
如图所示,A、B长度为2mm,UAB=2V,两板相距5mm,则两板间场强的大小为______N/C,两极板间的电压为______V,将两极板间的间距拉长到1cm,则两极板间的电势差为______V.
正确答案
2000
10
10
解析
解:两板间场强的大小为:E==
=2000N/C
由U=Ed得:板间电压为:U=Ed=2000×5×10-3V=10V
将两极板间的间距拉长到1cm,则两极板间的电势差不变,仍为10V.
故答案为:2000,10,10.
关于静电场场强的概念,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值,即E=,与放入电场中的电荷无关,q变大,F变大,比值不变.故A错误.
B、电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.电场中某点的场强方向与放入电场中电荷无关.故B错误.
C、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值,即E=,与放入电场中的电荷无关.故C正确.
D、电场强度与放入电场中的电荷无关,由电场本身性质决定.故D错误.
故选C.
关于电场强度E的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、E=是电场强度的定义式,运用比值法定义,则电场强度E与F、q无关,反映电场本身的性质,故A错误.
B、正电荷激发的电场的电场强度处处不同,越靠近正电荷场强越大,故其电场是非匀强电场,故B错误.
C、D、电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受到的电场力的方向相同,与负电荷在该点所受到的电场力的方向相反,故C正确,D错误.
故选:C
在真空中有两个点电荷A和B,QA=4×10-6C,QB=-4×10-6C,相距r=2m,如果在它们连线的中点再放点电荷C,QC=1×10-6C,求:
(1)电荷C受到的静电力的大小和方向.
(2)若让电荷B带上4×10-6C的正电,其他条件不变,则电荷C受到的静电力的大小和方向.
正确答案
解:
(1)根据库仑定律得到
A对C的静电力大小:F1=k=9×109×
N=3.6×10-2N,方向从A指向C.
同理解得,B对C的静电力大小:F2=3.6×10-2N,从C方向指向B.所以电荷C受到的静电力的大小F=F1+F2=7.2×10-2N,从C方向指向B.
(2)让电荷B带上4×10-6C的正电,与A所带电荷量相等,电性相同,AB它们连线的中点的合场强为零,电荷C受到的静电力为零.
答:
(1)电荷C受到的静电力的大小是7.2×10-2N,从C方向指向B.
(2)若让电荷B带上4×10-6C的正电,其他条件不变,电荷C受到的静电力零.
解析
解:
(1)根据库仑定律得到
A对C的静电力大小:F1=k=9×109×
N=3.6×10-2N,方向从A指向C.
同理解得,B对C的静电力大小:F2=3.6×10-2N,从C方向指向B.所以电荷C受到的静电力的大小F=F1+F2=7.2×10-2N,从C方向指向B.
(2)让电荷B带上4×10-6C的正电,与A所带电荷量相等,电性相同,AB它们连线的中点的合场强为零,电荷C受到的静电力为零.
答:
(1)电荷C受到的静电力的大小是7.2×10-2N,从C方向指向B.
(2)若让电荷B带上4×10-6C的正电,其他条件不变,电荷C受到的静电力零.
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