- 电场
- 共10557题
下列说法中正确的是( )
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,E与F、q无关;故A错误.
B、E=是库仑定律和E=
结合推导出来的,是真空中点电荷场强的计算公式,只能计算点电荷在其周围产生的电场,故B正确.
C、根据场强叠加原理即平行四边形定则,合电场的场强不一定大于分电场的场强,故C错误.
D、电场线与点电荷在电场中的运动轨迹是两回事,只有当电场线是直线,且点电荷的初速度为零或初速度与电场线共线时,点电荷的运动轨迹才与电场线重合,其他情况两者不同,故D错误.
故选:B.
等量正点电荷Q固定在如图所示的菱形长对角线两端,a、b为该菱形的短对角线端点,O为两对角线交点.在O点固定点电荷q,使a点的电场强度等于零.
(1)作出各个点电荷在a点处场强E的矢量图.
(2)在O点固定的点电荷的电量是多少?
正确答案
解:(1)由题意可知等量正点电荷Q在a点的电场强度的合成,因两方向夹角为120°,如图所示,
(2)设菱形的边长为L,则合电场强度大小为;
若在O点固定点电荷-,根据负电荷在a点的电场强度方向与两正电荷产生电场强度方向相反,
由点电荷的电场强度公式,E′==
,即可求出这三个电荷在a点的合电场强度为零;
答:(1)各个点电荷在a点处场强E的矢量图,如右图所示.
(2)在O点固定的点电荷的电量是-.
解析
解:(1)由题意可知等量正点电荷Q在a点的电场强度的合成,因两方向夹角为120°,如图所示,
(2)设菱形的边长为L,则合电场强度大小为;
若在O点固定点电荷-,根据负电荷在a点的电场强度方向与两正电荷产生电场强度方向相反,
由点电荷的电场强度公式,E′==
,即可求出这三个电荷在a点的合电场强度为零;
答:(1)各个点电荷在a点处场强E的矢量图,如右图所示.
(2)在O点固定的点电荷的电量是-.
如图1在一个点电荷Q形成的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2m和5m,放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图2中直线a、b所示,放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电,求:
(1)B点的电场强度的大小和方向;
(2)试判断电荷Q的电性,不要说明理由;
(3)点电荷Q的位置坐标.
正确答案
解:(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向.
同理A点的电场强度EA==40N/C,方向指向x正方向.
(2)放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反.若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场E=,可知
解得x=2.6m.(另解x=1舍去)
所以点电荷Q的位置坐标为(2.6m,0).
答:(1)B点的电场强度的大小为EB=2.5N/C,方向指向x负方向.
(2)点电荷带负电.
(3)点电荷Q的位置坐标为(2.6m,0).
解析
解:(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向.
同理A点的电场强度EA==40N/C,方向指向x正方向.
(2)放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反.若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场E=,可知
解得x=2.6m.(另解x=1舍去)
所以点电荷Q的位置坐标为(2.6m,0).
答:(1)B点的电场强度的大小为EB=2.5N/C,方向指向x负方向.
(2)点电荷带负电.
(3)点电荷Q的位置坐标为(2.6m,0).
场源电荷Q=2×10-4C,是正点电荷,试探电荷q=-2×10-5C,是负电荷,它们相距r=2m,而分别静止在A、B两点,且都在真空中,如图所示.(已知k=9.0×109N•m2/C2)
求:(1)q受的电场力(即库仑力)的大小和方向;
(2)q所在的B点的场强EB的大小;
(3)将试探电荷拿去后B点的场强大小.
正确答案
解:(1)根据库仑定律得
q受的电场力的大小F==
=9N
q受的电场力的方向是由B指向A.
(2)根据电场强度的定义式E=得
E==
=4.5×105N/C
(3)将试探电荷拿去后B点的场强大小,B点场强大小和方向都不变.
答:(1)q受的电场力(即库仑力)的大小是9N,q受的电场力的方向是由B指向A.
(2)B点的场强EB的大小是4.5×105N/C
(3)将试探电荷拿去后B点的场强大小,B点场强大小和方向都不变.大小是4.5×105N/C,方向由A指向B.
解析
解:(1)根据库仑定律得
q受的电场力的大小F==
=9N
q受的电场力的方向是由B指向A.
(2)根据电场强度的定义式E=得
E==
=4.5×105N/C
(3)将试探电荷拿去后B点的场强大小,B点场强大小和方向都不变.
答:(1)q受的电场力(即库仑力)的大小是9N,q受的电场力的方向是由B指向A.
(2)B点的场强EB的大小是4.5×105N/C
(3)将试探电荷拿去后B点的场强大小,B点场强大小和方向都不变.大小是4.5×105N/C,方向由A指向B.
地球表面通常有一电场强度方向与地面垂直的电场,电子在此电场中受到向上的力,电场强度方向向上还是向下?假如在此电场中某处电子受到的电场力与重力恰好平衡,求该处的电场强度.(电子电量为1.6×10-19C,电子质量为0.91×10-30kg)
正确答案
解:据题,电子所受的电场方向竖直向上,该方向与电场方向相反,所以该处电场强度的方向为竖直向下.
电子在电场力和重力作用下恰好静止不动,则有eE=mg
则得 E=
解得:E=5.7×10-14N/C
答:电场强度方向竖直向下,该处的电场强度的大小5.7×10-14N/C,方向向下.
解析
解:据题,电子所受的电场方向竖直向上,该方向与电场方向相反,所以该处电场强度的方向为竖直向下.
电子在电场力和重力作用下恰好静止不动,则有eE=mg
则得 E=
解得:E=5.7×10-14N/C
答:电场强度方向竖直向下,该处的电场强度的大小5.7×10-14N/C,方向向下.
如图1所示,在一个点电荷Q形成的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷带电的关系图象如图2中直线a、b所示.则B点有电场强度大小为______,电荷Q的带电量是______.
正确答案
2.5N/C
1.6×10-9C
解析
解:电场强度大小等于图线斜率的大小,则B点的电场强度大小 EB==2.5N/C,A点的电场强度大小EA=
=40N/C
根据放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而A处电荷带正电,B处电荷带负电,则知点电荷Q位于A、B之间,设Q到A的距离为r,则
EB=k=k
,EA=k
解得 Q=1.6×10-9C.
故答案为:2.5N/C;1.6×10-9C.
在电场中的某点放入电量为-q的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电量为+2q的试探电荷,此时测得该点的场强为( )
正确答案
解析
解:根据场强的定义式E=得该点的场强为E,再根据电场中的场强取决于电场本身,所以在该点放入电量为+2q的试探电荷时,该点的场强不变,故ABC错误,D正确.
故选:D.
如图,在匀强电场中有一△ABC,该三角形平面与电场线平行,O为三条中线AE、BF、CD的交点.将一电荷量为1.0×10-8C的正点电荷从A点移动到C点,电场力做的功为3.0×10-7J;将该点电荷从C点移动到B点,克服电场力做的功为2.0×10-7J,设C点电势为零.由上述信息通过计算或作图能确定的是( )
正确答案
解析
解:由题意可知,C点的电势ΦC=0,
UAC==
=30V=ΦA-ΦC=ΦA,则ΦA=30V,
UCB==
=-20V=ΦC-ΦB=-ΦB,则ΦB=20V,
在匀强电场中,沿同一直线相同距离上的电势差相等,
因为E是BC的中点,则E点的电势ΦE==10V;
UAE=ΦA-ΦE=30V-10V=20V,
因为O点是三角形三条中线的交点,则AO=2OE,
所以UOE==
V=ΦO-ΦE=ΦO-10V,则ΦO=
V,
由此可知,可以求出O点的电势,故C正确;
根据已知条件可以找出与图示B点电势相同的点,
从而确定等势面,进而确定电场线的方向,故AB正确;
如果只在电场力作用下沿直线AO由A点移到O点移动电荷,
由动能定理可以求出动能的变化量,现在不知到电荷的受力情况,
因此无法求出将该点电荷沿直线AO由A点移到O点动能的变化量,故D错误;
故选ABC.
在电场中某点引入电荷量为q的正电荷,这个电荷受到的电场力为F,则( )
正确答案
解析
解:
A、由题意,电荷量为q的正电荷受到的电场力为F,则这个点的场强为 E=,此式采用比值法定义E,而E与F、q无关,故在这点引入电荷量为2q的正电荷时,该点的电场强度仍为E=
,故A错误.
B、同理,在这点引入电荷量为3q的正电荷时,该点的电场强度仍为E=,故B错误.
C、电场强度E反映电场本身的性质,与试探电荷无关,电场中同一点的电场强度是确定的,所以在这点无论引入电荷量是多大的电荷时,该点的电场强度将始终等于
,故C正确.
D、若将一个电子引入该点,该点的电场强度的方向仍和在这一点引入正电荷时场强方向相同,故D错误.
故选:C.
对于由点电荷Q产生的电场,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度的定义式E=,适用于任何电场,对点电荷Q产生的电场仍成立,式中q就是本题中所指的试探电荷,故A错误;
B、C、在真空中,电场强度的表达式为E=,式中Q就是产生电场的电荷即场源电荷,故B错误,C正确;
D、C选项正确,故D错误;
故选:C
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