- 电场
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如图所示,一个质量m,带电量为-q库的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中(电场线与水平面平行),当小球静止时,测得悬线与竖直线夹角为30°,由此可知该匀强电场场强方向为______,电场强度的大小E=______牛/库,若将小球的带电量减半后再利用上述方法,测量出的场强大小和原来场强比______.(填不变,增大或减小)
正确答案
水平向右
不变
解析
解:电场力水平向左,但电荷带负电,负电荷电场力方向与电场线方向相反,故电场强度方向向右.
由平衡条件:
Tsin30°=qE
Tcos30°=mg
联立两方程得:
E==
电场强度与试探电荷无关,故将小球的带电量减半后再利用上述方法,测量出的场强大小不变;
故答案为:水平向右,,不变.
电荷量q=2.0×10-3C、质量m=1.0×10-4kg的带正电粒子从电场中的A点沿直线运动到B点的速度图象如图所示,该粒子运动的加速度为______m/s2,A、B连线上中点的场强______N/C.
正确答案
200000
10000
解析
解:根据图象可知,粒子做匀加速直线运动,加速度a==
=200000m/s2,
则合外力恒定,该电场为匀强电场,
根据牛顿第二定律得:
F=ma=1.0×10-4×200000=20N
则电场强度E==
=10000N/C
故答案为:200000,10000.
如图所示,真空中一质量为m,带电量为-q的液滴以初速度为v0,与水平方向成α角射入匀强电场中做直线运动,求:
(1)所需电场的最小场强的大小和方向.
(2)若要使液滴的加速度最小,所加的电场场强大小和方向.
正确答案
解:(1)若液滴做直线运动,则重力与电场力的合力与初速度在一条直线上,由矢量三角形合成法则知,当qE垂直于合力时场强最小,如图:
由几何知识知:qE=mgcosα
得:E=,电场力方向垂直于速度向上,则电场线方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,即为零,液滴所受电场力与重力的合力为零:qE=mg
得:E=,方向竖直向下.
答:(1)所需电场的最小场强的大小为,方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,所加的电场场强大小为,方向竖直向下.
解析
解:(1)若液滴做直线运动,则重力与电场力的合力与初速度在一条直线上,由矢量三角形合成法则知,当qE垂直于合力时场强最小,如图:
由几何知识知:qE=mgcosα
得:E=,电场力方向垂直于速度向上,则电场线方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,即为零,液滴所受电场力与重力的合力为零:qE=mg
得:E=,方向竖直向下.
答:(1)所需电场的最小场强的大小为,方向垂直v0向右下方.
(2)若要使液滴的加速度最小,所加的电场场强大小为,方向竖直向下.
电场强度的国际单位是______,电源的电动势国际单位是______.
正确答案
N/C
V
解析
解:电场强度的国际单位是由公式E=推导出来的导出单位,F的单位是N,q的单位是C,则E的单位是N/C.
根据电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间接电压,可知:电动势的单位与电压的相同,均是V.
故答案是:N/C;V
如图所示,水平放置的固定圆盘A带电为+Q,电势为零,从盘中心O处由静止释放一质量为m、带电+q的小球,由于电场力的作用,小球最高可竖直上升高度为H的点C,且过点B时速度最大,由此可求出带电圆盘A上的所带电荷+Q形成的电场中( )
正确答案
解析
解:小球受两个力,重力和电场力,0到B,电场力大于重力,小球向上先做加速运动;到B点,电场力等于重力,速度达到最大;
在B点,电场力等于重力,qEB=mg,
EB=.
0到C,根据动能定理得,W电-mgH=0,电场力做正功,
W电=mgh,电势能减小mgh,O点电势能为0,所以C点电势能为-mgH,C点的电势为故B、C错误,A、D正确.
故选AD.
(2015秋•宜昌期末)如图所示,平行板电容器的两极板A、B接在电池的两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合开关S,给电容器充电,稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则( )
正确答案
解析
解:AB、若保持开关S闭合,则电容器两端的电压U恒定,A极板向B极板靠近时,两极板间的距离d减小,由E=可知两极板间的电场强度增大,带正电的小球受到的电场力增大,则θ增大,故A正确,B错误;
CD、若开关S断开,则电容器所带的电荷量恒定,A极板向B极板靠近时,两极板间的电场强度不变,带正电的小球受到的电场力不变,则θ不变,故C正确,D错误.
故选:AC.
根据电场强度的定义式E=,在国际单位制中,电场强度的单位应是( )
正确答案
解析
解:在国际单位制中,F的单位是牛,q的单位是库,则根据电场强度的定义式E=,可知,E的单位是牛/库.故A正确.
故选:A
有一水平向右的匀强电场E=9.0×103N/C,在竖直平面内半径为0.1m的圆周上取上下左右四点A、B、C、D,在圆心O处放置带正电的点电荷Q=1.0×10-8C,则A处的场强大小为______N/C;D处的场强大小为______N/C,方向向______.(k=9×109N•m2/C2)
正确答案
解:点电荷Q在A点处产生的场强大小为 EA=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→A.A点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,
则A点的场强大小为 EA=E-EA=0
点电荷Q在D点处产生的场强大小为 ED=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→D.D点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,根据平行四边形定则得,D点的场强大小为 ED=
=9000
N/C,方向与水平成45°角斜向右上方.
故答案为:0,9000,与水平成45°角斜向右上方.
解析
解:点电荷Q在A点处产生的场强大小为 EA=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→A.A点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,
则A点的场强大小为 EA=E-EA=0
点电荷Q在D点处产生的场强大小为 ED=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→D.D点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,根据平行四边形定则得,D点的场强大小为 ED=
=9000
N/C,方向与水平成45°角斜向右上方.
故答案为:0,9000,与水平成45°角斜向右上方.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:库仑定律公式公式中,
是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小;
是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小.故A正确.
B、电场强度的定义采用的比值定义法,E与F及q均无关,是由电场本身的性质决定的;故B错误;
C、公式E=适用于任何电场;故C错误;
D、电场线是为了形象描述电场而引入的虚拟的线,不是电荷的运动轨迹;故D错误;
故选:A.
如图所示,在真空中有两个点电荷A和B,电荷量分别为-Q和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷的中点O有一个半径为R(2R<L)的空心金属球,且球心位于O点,则O点处的场强为______,球壳上的感应电荷在O点处的场强大小______,方向______.
正确答案
k
k
向右
解析
解:两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为E1=k+k
=k
,方向向左.
根据静电平衡导体的特点可知,球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等,方向相反,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为E2=E1=k,方向向右.
故答案为:k,k
,向右.
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