- 电场
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将一带电量为2×10-8C的检验电荷放入某点电荷Q的电场中P点时,受到的电场力为 2×10-2N,则P点的电场强度为______N/C;若将带电量为4×103C的检验电荷放入P点,则P点的电场强度为______N/C;如果移走检验电荷,则P点的电场强度为______ N/C.
正确答案
106
106
106
解析
解:由公式E==106N/C
若将带电量为4×103C的检验电荷放入P点,则P点的电场强度不变,为106N/C
如果移走检验电荷,则P点的电场强度不变为106N/C
故答案为:106,106,106
真空中,两个大小完全一样的小球A、B带等量异种电荷(可视为点电荷),电量数值均为q,相距r.则两球连线中点处的电场强度的大小为______;此时二者之间的库仑力为F,若将其中一个小球与第三个不带电的C球相碰后依然放回原处,此时的A、B间库仑力是:______.
正确答案
F
解析
解:两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等,方向相同,大小均为E1=k =
,则合场强E=2E1=
.
将其中一个小球与第三个不带电的C球相碰后带电量为q,A、B间距离不变,根据库仑定律可知:AB间的库仑力变为原来的
,即为
F.
故答案为:,
F.
带负电的两个点电荷A、B固定在相距10cm的地方,如果将第三个点电荷C放在AB连线间距A为2cm的地方,C恰好静止不动,则A、B两个点电荷的电荷量之比为______.AB之间距A为2cm处的电场强度E=______.
正确答案
1:16
0
解析
解:因为QA、QB为固定的负点电荷,只要放入的点电荷受到的合力为0即可,通过受力分析可知,既可以放入正电荷,也可以放入负电荷,由于C恰好处于平衡状态,所以C点电荷在两个固定的电荷之间.
由库仑定律得,对C点电荷,
则有:k=k
所以:=
=
粒子受到的电场力的合力为零,故场强为零;
故答案为:1:16,0.
电子所带的电荷量(元电荷)最先是由密立根通过油滴实验测出的.密立根设计的实验装置如图所示.一个很小的带电油滴在电场内,调节场强E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果油滴的质量是1.57×10-14kg,在平衡时电场强度E=1.92×105 N/C.由此可判定:这个带电油滴上带______电(填“正”或“负”),其所带的电荷量是______C.(g=9.8m/s2,保留两位有效数字)
正确答案
负
8.0×10-19
解析
解:(1)带电油滴处于静止状态,受力平衡,重力与电场力大小相等,方向相反,则电场力方向竖直向上,而电场线方向竖直向下,所以油滴带负电.
(2)由平衡条件得:mg=qE,得q==
C=8.0×10-19C
故答案为:负;8.0×10-19C.
在电荷量为+8×10-7C的点电荷电场中的一点A放入一个电荷量为+1.2×10-9C的点电荷,它受到的电场力为6×10-6N,方向向东.
(1)A点的电场强度大小为______,方向为______.
(2)如果在A点放置另一个带电量为-3.6×10-6C的点电荷,它受到的电场力大小为______,方向为______.
(3)如果A点不放电荷,则A点的电场强度大小为______.
正确答案
5×103 N/C
向东
1.8×10-2 N
向西
5×103 N/C
解析
解:(1)A点的电场强度大小为E==
=5×103 N/C,方向为向东.
(2)如果在A点放置另一个带电量为-3.6×10-6C的点电荷,它受到的电场力大小为F′=q′E=3.6×10-6×5×103=1.8×10-2 N,方向为 向西.
(3)如果A点不放电荷,则A点的电场强度大小不变,仍然为5×103 N/C.
故答案为:5×103 N/C,向东;1.8×10-2 N,向西;5×103 N/C.
如图所示,在匀强电场中有A、B、C三点,AB⊥BC且AB=10cm,BC=30cm,将一带电量为1×10-8C的负电荷由A移到B,电场力做功为2×10-8J,若将一带电量为1×10-8C的正电荷由C移到A,要克服电场力做功为4×10-8J,试画出电场线,并求出电场强度的大小.
正确答案
解:A、B间和CA间电势差分别为 UAB=
=
V=-2V,则得UBA=-UAB=2V
UCA==-
V=-4V
设BC连线三等分点D,则知UDB=-2V,故A、D电势相等,AD是一条等势线,电场强度的方向与等势面的方向垂直,且从高等势面指向低等势面,画出电场线如图.
根据几何知识得∠BAD=45°
电场强度的大小为 E=
代入解得
答:画出电场线如图,电场强度的大小为20V/m.
解析
解:A、B间和CA间电势差分别为 UAB=
=
V=-2V,则得UBA=-UAB=2V
UCA==-
V=-4V
设BC连线三等分点D,则知UDB=-2V,故A、D电势相等,AD是一条等势线,电场强度的方向与等势面的方向垂直,且从高等势面指向低等势面,画出电场线如图.
根据几何知识得∠BAD=45°
电场强度的大小为 E=
代入解得
答:画出电场线如图,电场强度的大小为20V/m.
(2015秋•厦门校级期中)如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),A、B为轴上的二个点,放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,则( )
正确答案
解析
解:A、由图线斜率表示场强,可知A点场强大小为:E==
N/C=2×103N/C.故A错误.
BCD、由图(乙),正检验电荷放在A点和负检验电荷放在B点所受电场力方向均沿x轴正方向,说明点电荷Q为负电荷,且放在A、B之间.故C正确,BD错误.
故选:C
(2015秋•福州校级期末)以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、E=运用比值法定义,E与F、q无关,反映电场本身的性质,故A错误.
B、电势是表征电场本身属性的物理量,某两点的电势差与电场力做功无关,故B错误.
C、公式C=运用比值法定义,反映电容器本身的特性,C与电容器两极板间电势差U无关.故C正确.
D、由Uab=Ed可知,匀强电场中的任意两点a、b间沿电场线方向的距离越大,两点间的电势差才越大,故D错误.
故选:C
如图,A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板,一个质量m=10-4kg,电荷量q=5×10-5C的带正电粒子静止于两板的正中央,已知两板间距离为20cm,g=10m/s2,求:
(1)两板间匀强电场的场强大小;
(2)两板间的电势差;
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,使带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过多长时间粒子撞到板上.
正确答案
解:(1)带电粒子静止于板正中央,所以mg=Eq,即:E==
=20V/m.
(2)根据匀强电场:U=Ed=20V/m×0.02m=4v.
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,带电粒子所受重力不变,电场力变为原来的一半(方向不变),所以:F合=mg…①
由牛顿第二定律得:F合=ma…②
带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过t时间粒子撞到板上,则:=
at2…③
联立①②③解之得:t=0.2s
答:(1)两板间匀强电场的场强为20V/m;
(2)两板间的电势差为4V;
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,使带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过0.2撞到板上.
解析
解:(1)带电粒子静止于板正中央,所以mg=Eq,即:E==
=20V/m.
(2)根据匀强电场:U=Ed=20V/m×0.02m=4v.
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,带电粒子所受重力不变,电场力变为原来的一半(方向不变),所以:F合=mg…①
由牛顿第二定律得:F合=ma…②
带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过t时间粒子撞到板上,则:=
at2…③
联立①②③解之得:t=0.2s
答:(1)两板间匀强电场的场强为20V/m;
(2)两板间的电势差为4V;
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,使带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过0.2撞到板上.
如图所示,一均匀带电+Q的圆板,在过其圆心c垂直于圆板的直线上有a、b、d三点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,静电力常量为k,则d点处场强的大小为( )
正确答案
解析
解:电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=k,方向向右.
在b点处的场强为零,根据电场的叠加原理可知细棍与q在b处产生电场强度大小相等,方向相反,则知细棍在b处产生的电场强度大小为k,方向向左.
根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为k,方向向右
而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为E′=k,方向向右
所d点处场强的大小为Ed=E+E′=,方向向右.
故选:C.
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