- 电场
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一个电量q=2×10-10C的正点电荷放在匀强电场中的A点,它受到的电场力是10-7N,则:
(1)此电场的场强是多大?
(2)此电荷只在电场力作用下从静止开始移动了0.4m而到达B点,到达B点时电荷的动能有多大?
(3)A、B两点间的电势差是多少?
正确答案
解:
(1)此电场的场强E==
N/C=500N/C
(2)由动能定理得
Fd=EkB-0
则EkB=Fd=10-7N×0.4J=4×10-8J
(3)A、B两点间的电势差UAB==
V=200V
答:
(1)此电场的场强是500N/C;
(2)此电荷只在电场力作用下从静止开始移动了0.4m而到达B点,到达B点时电荷的动能有4×10-8J;
(3)A、B两点间的电势差是200V.
解析
解:
(1)此电场的场强E==
N/C=500N/C
(2)由动能定理得
Fd=EkB-0
则EkB=Fd=10-7N×0.4J=4×10-8J
(3)A、B两点间的电势差UAB==
V=200V
答:
(1)此电场的场强是500N/C;
(2)此电荷只在电场力作用下从静止开始移动了0.4m而到达B点,到达B点时电荷的动能有4×10-8J;
(3)A、B两点间的电势差是200V.
下列说法中正确的是:( )
正确答案
解析
解:A、电场强度反映了电场的力的性质,由电场本身决定,场强与检验电荷在该点所受的电场力无关.故A错误.
B、电场中某点的场强等于,E反映电场本身的强弱和方向,与检验电荷的受力大小及带电量无关.故B正确.
C、电场中某点的场强方向即正检验电荷在该点的受力方向,与负检验电荷在该点的受力方向相反.故C错误.
D、公式E=对任何静电场都是适用的,而公式E=
只适用于真空点电荷产生的电场.故D错误.
故选B
带有2×10-6C的检验电荷置于电场中某点,它所受的电场力大小为10-2N,则该点电场强度的大小为______N/C.现把带有3×10-6C的检验电荷放在该点,它所受的电场力大小为______N.
正确答案
5×103
1.5×10-2
解析
解:根据电场强度的公式E=得:E=
=
N/C=5×103N/C
把带有3×10-6C的检验电荷放在该点,该点的场强不变,则该检验电荷所受的电场力大小:F2=q2E=3×10-6×5×103N=1.5×10-2N
故答案为:5×103、1.5×10-2N
有关电场强度的理解,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、是电场强度的定义式,采用比值法定义,E与F、q无关,不能说:E与F成正比,与q成反比.故A错误.
B、电场强度反映电场本身的力的性质,与试探电荷无关.故B正确.
C、是点电荷场强的计算式,Q点电荷,当在离点电荷Q很近的地方即r→0时,带电体Q不能看成点电荷,该公式不成立,所以得不到E可达无穷大的结论.故C错误.
D、是匀强电场中电场强度与电势差的关系式,只适用于匀强电场.故D错误.
故选:B.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、据场强方向的规定,正电荷所受电场力的方向与场强反向相同,负电荷所受电场力的方向与场强方向向反,故A错误.
B、电场强度由电场本身决定,E=是电场强度的定义式,场强大小并不是与电场力的大小成正比,故B错误.
C、据磁感应强度方向的规定,小磁针北极受力方向与该点的磁感应强度方向相同,故C正确.
D、据F=BILsinθ知,影响安培力大小的因素与四个因素有关,并不是受安培力大的地方磁感应强度就大,故D错误.
故选:C.
如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,场强E=3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=5×10-3kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角θ=60°(g取10m/s2).试求:
(1)小球的电性和电荷量;
(2)悬线的拉力;
(3)若小球静止时离右板d=5×10-2 m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板.
正确答案
解:(1)小球受电场力向右,故带正电,受力分析如图所示.
由平衡条件有qE=mgtan60°
解得q=×10-6 C
(2)由平衡条件得F=,
解得F=0.1 N.
(3)剪断细线后,小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向做自由落体运动.
在水平方向上有ax=;d=
axt2
联立以上两式解得t=0.1 s.
答:(1)小球的带正电和电荷量为×10-6 C;
(2)悬线的拉力0.1N;
(3)若小球静止时离右板d=5×10-2 m,剪断悬线后,小球经过0.1秒碰到右极板.
解析
解:(1)小球受电场力向右,故带正电,受力分析如图所示.
由平衡条件有qE=mgtan60°
解得q=×10-6 C
(2)由平衡条件得F=,
解得F=0.1 N.
(3)剪断细线后,小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向做自由落体运动.
在水平方向上有ax=;d=
axt2
联立以上两式解得t=0.1 s.
答:(1)小球的带正电和电荷量为×10-6 C;
(2)悬线的拉力0.1N;
(3)若小球静止时离右板d=5×10-2 m,剪断悬线后,小球经过0.1秒碰到右极板.
匀强电场中的A、B、C三点构成一个边长为a的等边三角形,如图所示,场强方向平行于纸面.具有初速的电子在电场力作用下经B到A动能减少E0,质子在电场力作用下经C到A动能增加E0.电子和质子所带电荷量的大小都为e,求匀强电场的场强.(不计重力)
正确答案
解:根据动能定理得电子从B到A过程中
-eUBA=-E0,
则得:
B、A间的电势差 UBA= ①
质子从C到A过程中,由动能定理得:
eUCA=E0,得 UCA= ②
由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势,即
φB=φC>φA
因为电场为匀强电场,所以BC连线为等势面(如图中虚线),与BC垂直为电场线(如图中实线),所以
E==
,方向垂直BC指向A.
答:匀强电场的场强大小为,方向垂直BC指向A.
解析
解:根据动能定理得电子从B到A过程中
-eUBA=-E0,
则得:
B、A间的电势差 UBA= ①
质子从C到A过程中,由动能定理得:
eUCA=E0,得 UCA= ②
由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势,即
φB=φC>φA
因为电场为匀强电场,所以BC连线为等势面(如图中虚线),与BC垂直为电场线(如图中实线),所以
E==
,方向垂直BC指向A.
答:匀强电场的场强大小为,方向垂直BC指向A.
关于场强,下列哪个说法是正确的( )
正确答案
解析
解:AC、电场中的场强取决于电场本身,与有无检验电荷无关,E=是场强的定义式,不能认为:电荷在电场中受到的电场力F越大,场强E越大,电荷的电荷量q越大,场强E越小,故AC错误;
BD、点电荷的场强公式E=,当离点电荷Q很近的地方即r→0时,就不是点电荷,点电荷的场强公式就无意义;此公式中Q是场源电荷的电量,所以D选项公式中点电荷q2所产生的电场在q1位置处的场强大小,故C错误,D正确.
故选:D.
在电场中某点放一试探电荷,其电荷量为q,受到的力为F,该点电场强度为E=.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、D、因为电场强度的大小由电场本身的性质决定,若该点放一电荷量为2q的试探电荷,则该点的电场强度仍然为E.故A正确,BD错误.
C、因为电场强度的大小由电场本身的性质决定,与放入电场中的电荷无关,移去试探电荷q,该点电场强度不变.故C错误.
故选:A.
如图所示,在点电荷+Q的电场中,一金属小球处于静电平衡状态,点电荷到小球球心的距离为r,小球上感应电荷在球心处产生的电场强度大小______,方向______;小球上感应正电荷在球心处产生的电场强度大小______.
正确答案
水平向左
解析
解:金属球内部处于静电平衡状态,故合场强处处为零.所以感应电荷在球心处产生的场强应和点电荷Q产生的场强大小相等,为:E=;
感应电荷在球心处产生的场强应和点电荷Q产生的场强方向相反,故方向水平向左.
根据电场的叠加可知:小球上感应正电荷与负电荷在球心处产生的电场强度大小相等,则感应正电荷在球心处产生的电场强度大小为:E′=E=
故答案为:,水平向右,
.
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