- 电场
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(2015秋•荣成市校级月考)下列物理量中,用比值定义法定义的是( )
正确答案
解析
解:
A、电场强度E反映电场本身的性质,与试探电荷q无关,由电场力与试探电荷的电荷量的比值来定义,所以电场强度E=是比值定义式.故A正确.
B、电势是电荷所受具有的电势能与该电荷所带电荷量的比值,电势与电势能和电荷量无关,所以∅=,属于比值定义法.故B正确.
C、根据电势能公式EP=q∅,不是比值定义式.故C错误.
D、电容C=,是比值定义式.故D正确.
故选:ABD.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、E=是电场强度的定义式,采用比值法定义,E与检验电荷所受的电场力F、电荷量q无关,故A错误,B正确.
C、电场中某点的电场强度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=对于任何静电场都适用,而E=
只适用于点电荷的电场.故D错误.
故选:B.
真空中有一点电荷,在离该点电荷距离为r0的一点A处,引入一电荷量为q的试探电荷,所受静电力为F,则点电荷在A点产生的电场强度的大小为______.
正确答案
解析
解:据场强的定义式:E=
故答案为:
比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法,下列物理量的表达式不是用比值法定义的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度E与放入电场中的电荷无关,反映电场本身的力的性质,所以E=属于比值法定义,故A正确.
B、电势φ与放入电场中的电荷无关,反映电场本身的能的性质,所以φ=属于比值法定义,故B正确.
C、电容C与Q、U无关,反映电容器容纳电荷的本领大小,所以C=属于比值法定义,故C正确.
D、电流I与U成正比,与R成反比,所以I=不属于比值法定义,故D错误.
本题选不是用比值法定义的,故选:D
关于场强的三个公式 ①②
③
的适用范围,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:因公式①为电场强度的定义式,故适用于任意电场;而公式②是由库仑定律得出的直空中点电荷周围的场强,故只能适用于真空中点电荷形成的电场;
公式③是匀强电场中场强与电势关系,故只能适用于匀强电场;
故选:D
在一个真空点电荷电场中,离该点电荷为r0的一点,引入电量为q的检验电荷,所受到的电场力为F,则离该点电荷为r处的场强的大小为( )
正确答案
解析
解:根据电场强度定义得r0处的场强大小为E=,
根据点电荷的场强公式得E=,Q为场源电荷的电量,
则有:=
解得:
所以该点电荷为r处的场强的大小为.
故选B.
电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的.密立根油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源相连接,使上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,经过上面金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场中,在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动.大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时因摩擦而带电,密立根通过实验测得数千个油滴所带电荷量,并分析得出这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量即电子所带电荷量.
从喷雾器喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力大小跟它下落的速度v的大小成正比,即f=6πηr v,式中r为油滴的半径,η为粘度系数.
(1)实验中先将开关S断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,粘度系数为η,空气的浮力远小于重力,可以忽略,试由以上数据计算小油滴的半径r.
(2)待小油滴向下运动的速度达到v1后,将开关S闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动时的速度v1,已知两金属板间的距离为d,电压为U,试由以上数据计算小油滴所带的电荷量.
正确答案
解:(1)开关S断开,油滴只受重力和空气阻力两个力作用,当油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,由平衡条件得
ρ=f=6πηrv1,
解得,r=
(2)将开关S闭合,油滴受重力、向下空气阻力和向上的电场力三个力作用,匀速运动时,合力为零,根据平衡条件得:
ρ+=6πηrv2=q
联立解得,q=
答:
(1)小油滴的半径r是.
(2)小油滴所带的电荷量是.
解析
解:(1)开关S断开,油滴只受重力和空气阻力两个力作用,当油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,由平衡条件得
ρ=f=6πηrv1,
解得,r=
(2)将开关S闭合,油滴受重力、向下空气阻力和向上的电场力三个力作用,匀速运动时,合力为零,根据平衡条件得:
ρ+=6πηrv2=q
联立解得,q=
答:
(1)小油滴的半径r是.
(2)小油滴所带的电荷量是.
把带电量为 2×10-9 库的检验电荷放入电场中某点时,它所受到的电场力为5×10-7 牛,则该点的场强是______牛/库;如果在该点放入一个6×10-9库的检验电荷,该检验电荷受到的电场力等于______N.
正确答案
250
1.5
解析
解:由题,检验电荷电量为q=2×10-9C,所受到的电场力F=5×10-7C,则该点的电场强度为E==
/C.在该点放入一个6×10-9库的检验电荷时,该点的电场强度不变,仍为E=250N/C,该电荷所受电场力为F′=q′E=6×10-9×250N=1.5N.
故答案为:250,1.5
如图两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点并处于大小为E的匀强电场中.A、B带电量分别为+4q、-q,当系统处于静止状态时,可能出现的状态是( )
正确答案
解析
解:A球受到电场力水平向右,大小为 4qE,B球受到的电场力水平向左,大小为 qE.设F=qE
以整体为研究对象,分析受力如图.
设OA绳与竖直方向的夹角为α,则由平衡条件得:
tanα==
以B球为研究对象,受力如图.设AB绳与竖直方向的夹角为β,则由平衡条件得:
tanβ=
得到 α=β,故ACD错误,B正确.
故选:B
如图所示在真空中的O点有一点电荷Q=1.0×10-9C,直线MN过O点,OM=30cm,
试求:(1)M点的场强大小;
(2)若M点的电势比N点的电势高15V,将一个试探电荷q=-2×10-10C从N点移到M电场力做的功是多少?
正确答案
解:(1)M点的场强=100N/C.
(2)M、N间的电势差UMN=15V,则UNM=-15V,
电荷从N移到M电场力做功J=3×10-9J.
答:(1)M点的场强为100N/C.
(2)从N点移到M电场力做的功是3×10-9J.
解析
解:(1)M点的场强=100N/C.
(2)M、N间的电势差UMN=15V,则UNM=-15V,
电荷从N移到M电场力做功J=3×10-9J.
答:(1)M点的场强为100N/C.
(2)从N点移到M电场力做的功是3×10-9J.
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