- 电场
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如图所示,质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时细线与竖直方向成30°角,已知电场方向恰好使小球受到的电场力最小,则小球所带电荷量为______.
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,分析受力情况,如图.根据作图法得到,当电场力qE与细线垂直时,电场力最小
根据平衡条件得
qE=mgsin30°
得到q=
故答案为:
(2015秋•贵阳期末)如图所示,一个带绝缘支架的空心金属球半径为r,原来不带电,放在一个电荷量为+Q的点电荷右侧,点电荷到金属球表面的最近距离为2r,达到静电平衡后,下列表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据同咱电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知金属球的右端感应出正电荷,左端感应出负电荷,故A错误;
B、点电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向,金属球内部合电场为零,处于静电平衡状态,则金属球球心处的电场强度大小为零.故B错误;
C、感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小,方向相反,即为k=k
.故C正确;
D、如果用导线将金属球左右两侧相连时,由于静电平衡的导体是一个等势体,导体表面是一个等势面,所以电荷不再移动,不会中和.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:AC、E是矢量,电场中某点E的方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同,与负电荷所受电场力的方向相反,故A错误,C正确.
B、E=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B错误.
D、一个正电荷激发的电场疏密不均匀,各点的电场强度大小和方向不是处处相同,所以产生的不是匀强电场.故D错误.
故选:C.
如图所示,a、b、c、d为匀强电场中四个等势面,相邻等势面间距离为2cm,已知UAC=60V,求:
(1)求该匀强电场的电场强度为多大?请在图中至少画出三条电场线.
(2)求将q=-1.0×10-10C的点电荷由A移到D电场力做的功.
正确答案
解:(1)AC间的距离为4cm.
则:V/m.
故匀强电场的场强大小为1500V/m.根据A点的电势大于C点的电势,知电场强度的方向向右,如图.
(2)UAD=E•dad=1500×3×0.02V=90V
则:=-9×10-9J.
故点电荷由A移到D电场力所做的功为-9×10-9J.
答:(1)该匀强电场的电场强度为1500V/m,在图中至少画出三条电场线如图.
(2)将q=-1.0×10-10C的点电荷由A移到D电场力做的功-9×10-9J.
解析
解:(1)AC间的距离为4cm.
则:V/m.
故匀强电场的场强大小为1500V/m.根据A点的电势大于C点的电势,知电场强度的方向向右,如图.
(2)UAD=E•dad=1500×3×0.02V=90V
则:=-9×10-9J.
故点电荷由A移到D电场力所做的功为-9×10-9J.
答:(1)该匀强电场的电场强度为1500V/m,在图中至少画出三条电场线如图.
(2)将q=-1.0×10-10C的点电荷由A移到D电场力做的功-9×10-9J.
一个电荷量为-4μC的点电荷,受到竖直向下的电场力的作用,电场力的大小为0.16N,求该点电荷所在位置的电场强度的大小和方向.
正确答案
解:根据,可知
所以电场中该点电荷电场强度为4×104N/C,方向与该点电荷受到的电场力方向相反,即为竖直向上.
答:该点电荷所在位置的电场强度的大小为4×104N/C,方向与该点电荷受到的电场力方向相反,即为竖直向上.
解析
解:根据,可知
所以电场中该点电荷电场强度为4×104N/C,方向与该点电荷受到的电场力方向相反,即为竖直向上.
答:该点电荷所在位置的电场强度的大小为4×104N/C,方向与该点电荷受到的电场力方向相反,即为竖直向上.
带电体周围存在着电场,而______力和库仑力有类似的规律,不妨认为有质量的物体周围存在着引力场,那么在地球周围就存在着重力场,我们可以用定义电场强度的方法来定义重力场强度,由此可得重力场强度为______.
正确答案
万有引力
g
解析
解:电场强度的定义式为E=,其中q为放入电场中的检验电荷,F为其受到的电场力.类似的,我们在质量为M的质点相距r处放入一个检验质点,其质量为m,则其受到的万有引力F=
=mg 与其质量m之比
或g,与检验质点无关,只由场源质量M、到场源距离r决定,我们定义它为引力场强度EG=
=
=g.
故答案为:万有引力,g.
真空中有一个电场,在这个电场中的某一点放入电量为5.0×10-9C的点电荷,它受到的电场力为3.0×10-4N,那么这一点处的电场强度的大小等于______.
正确答案
解:已知放入电场中的试探电荷的电荷量为:q=5.0×10-9C,所受的电场力为:F=3.0×10-4N,
则根据电场强度的定义式E=得该点的电场强度的大小为:E=
=
N/C=6×104N/C.
故答案为:6×104N/C.
解析
解:已知放入电场中的试探电荷的电荷量为:q=5.0×10-9C,所受的电场力为:F=3.0×10-4N,
则根据电场强度的定义式E=得该点的电场强度的大小为:E=
=
N/C=6×104N/C.
故答案为:6×104N/C.
如图所示,Q是带正电的点电荷,P1和 P2为电场中的两点,若E1、E2为两点的电场强度的大小,U1、U2为两点的电势,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:由公式E=k分析可知,r1>r2,则场强E1<E2.
电场线方向由P2指向P1,顺着电场线电势降低,则电势U1<U2. 则D正确
故选:D
如图所示,一个质量m,带电量为+q,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37°,求该匀强电场的场强大小及方向.
正确答案
解:电场力水平向左,但电荷带正电,正电荷电场力方向与电场线方向相同,故电场强度方向向左.
由平衡条件:
Tsin30°=qE
Tcos30°=mg
联立两方程得:
E=
答:该匀强电场的场强大小及方向水平向左.
解析
解:电场力水平向左,但电荷带正电,正电荷电场力方向与电场线方向相同,故电场强度方向向左.
由平衡条件:
Tsin30°=qE
Tcos30°=mg
联立两方程得:
E=
答:该匀强电场的场强大小及方向水平向左.
在电场中的某点,放入一个电荷量为+q 的检验电荷,测得该点电场强度为E0,所受电场力为F0.如果拿走检验电荷+q,放入一个电荷量为+2q的电荷,则该点的电场强度为______,该电荷所受电场力为______.
正确答案
E0
2F0
解析
解:据电场强度的定义式E=知,该式运用比值法定义,E仅电场本身决定,与检验电荷无关,所以拿走检验电荷+q,放入一个电荷量为+2q的电荷,则该点的电场强度仍为E0.
由E不变,由F=qE知,电场力为2F0.
故答案为:E0,2F0.
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