- 电场
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在静电场中的某一点A放一个试探电荷q=-1×10-10C,测得该试探电荷q 受到的电场力为1×10-8N,方向向左,则A点的场强的大小为______N/C和方向______;如果从A点取走q,则A点场强大小为______N/C;若将一个q=2×10-10C的试探正电荷放在A点,其所受的电场力为______N.
正确答案
100
向右
100
2×10-8
解析
解:A点的场强的大小为 E==100N/C,方向向右;如果从A点取走q,则A点场强大小为 100N/C;若将一个q=2×10-10C的试探正电荷放在A点,其所受的电场力为 2×10-8N.
答案为:100,向右,100,2×10-8
下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、公式E=采用比值法定义,E由电场本身决定,与F、q无关,故A错误.
B、公式φ=采用比值法定义,电势φ与q无关,故B错误.
C、公式式U=采用比值法定义,电势差U与q在电场中做的功W无关,由电场本身决定,故C正确.
D、由Uab=Ed可知,匀强电场中的两点a、b间沿电场线方向的距离越大,两点间的电势差才一定越大,故D错误.
故选:C.
下列说法正确的有( )
正确答案
解析
解:A、电场强度与试探电荷无关,比如,点电荷场强的决定式为,取走试探电荷,电场强度不变,故A错误;
B、沿电场强度方向,电势降低,即电场强度的方向总是由高电势面指向低电势面,故B正确;
C、用电场线的疏密表示场强大小,电场线上任意一点的切线方向表示该点的场强方向;沿场强方向,电势降低,故沿电场线电势降低,场强不一定变小,故C错误;
D、电场中某点电场强度的方向,就是放在该点的正的试探电荷所受电场力的方向,故D错误;
故选B.
如图所示,在正点电荷Q的电场中,电量q=+1.0×10-10C的试探电荷在A处受到的电场力为9.0×10-5N,A处与点电荷Q的距离r=0.1m.已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.求:
(1)点电荷Q在A处的电场强度的大小;
(2)点电荷Q的电量;
(3)若试探电荷从电场中的A点移到B点时,电场力做功6×10-10J,求A、B间的电势差.
正确答案
解:(1)根据电场强度的定义式.得:N/c
(2)根据库仑定律,
得:c
(3)根据电势差的定义:V
答:(1)点电荷Q在P处的电场强度9.0×105N/c;(2)点电荷Q的电量是1.0×10-6c;(3)A、B间的电势差是6V.
解析
解:(1)根据电场强度的定义式.得:N/c
(2)根据库仑定律,
得:c
(3)根据电势差的定义:V
答:(1)点电荷Q在P处的电场强度9.0×105N/c;(2)点电荷Q的电量是1.0×10-6c;(3)A、B间的电势差是6V.
把电荷量为q的检验电荷放入点电荷Q产生的电场中的某点,测得q所受电场力大小为F,则若移走q,而在该点放置一个q2=5q的点电荷,则点电荷Q在该点的( )
正确答案
解析
解:把电荷量为q的检验电荷放入点电荷Q产生的电场中的某点,测得q所受电场力大小为F,则该点的电场强度大小为E=,若移走q,而在该点放置一个q2=5q的点电荷时,电场强度大小和方向均不变.
故选B
如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷.现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.若小球所带电量很小,不影响O点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为( )
正确答案
解析
解:设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为v.小球从A滑到B的过程,由机械能守恒定律得,
mgR=
得到v=
小球经过B点时,由牛顿第二定律得
Eq-mg=m
将v=代入得
E=
故选C
由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点( )
正确答案
解析
解:ABC、电场强度取决于电场本身,与试探电荷所受的电场力F、其电荷量q均无关;场强公式E=,是采用比值法下的定义,不能认为电场强度E跟F成正比,跟q成反比,检验电荷所带的电量变化时,
大小不变,故AC错误,故B正确;
D、将电场中某点的检验电荷移走,则该点的电场强度仍为,故D错误.
故选:B.
把一检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点,若检验电荷的电量为q=-2.0×10-8C,它所受的电场力F=2.0×10-3N,方向背向Q,如图所示,求:
(1)A点的场强大小.
(2)若将检验电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功为4.0×10-6J,则A、B之间的电势差是多少?
正确答案
解:(1)据场强公式:E==
N/C=1.0×105N/C
(2)设A、B之间的电势差为UAB则:
UAB==
V=-200V
答:(1)A点的场强大小为1.0×105N/C.
(2)A、B之间的电势差是-200V.
解析
解:(1)据场强公式:E==
N/C=1.0×105N/C
(2)设A、B之间的电势差为UAB则:
UAB==
V=-200V
答:(1)A点的场强大小为1.0×105N/C.
(2)A、B之间的电势差是-200V.
均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为( )
正确答案
解析
解:若将带电量为2q的球面放在O处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.
则在M、N点所产生的电场为:
E==
由题知当半球面如图所示产生的场强为E,则N点的场强为:
E′=-E,
故选:A.
如图所示,两平行金属板A、B接在U=4000V的直流电源上,两板的间距为 2cm,A板接地,电场中a点距离B板 1cm,b点和c点均距离A板0.5cm.求:
(1)a、b两点的电场强度大小为多少?
(2)a、c两点之间的电势差为多少?
(3)电子在a点所受到的电场力为多少?
(4)电子在b点的电势能为多少?
(5)电子从a运动到c点时,电场力所做的功为多少?
正确答案
解:(1)由于是匀强电场,所以a、b两点的电场强度大小为:
Ea=Eb==
=2×105V/m.
(2)a、c两点的电势差为:
Uac=φa-φc=--(-
)=-1000V.
(3)电子在A点所受电场力的为:
F=eE=1.6×10-19×2×105=3.2×10-14N,方向竖直向下.
(4)电子在b点的电势能为:
Ep=e•φb=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
(5)电子从a运动到c,电场力所做的功为:
Wac=eUac=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
答:(1)a、b两点的电场强度大小为2×105V/m.
(2)a、c两点之间的电势差为-1000).
(3)电子在a点所受到的电场力为3.2×10-14N,方向竖直向下.
(4)电子在b点的电势能为1.6×10-16J.
(5)电子从a运动到c点时,电场力所做的功为1.6×10-16J.
解析
解:(1)由于是匀强电场,所以a、b两点的电场强度大小为:
Ea=Eb==
=2×105V/m.
(2)a、c两点的电势差为:
Uac=φa-φc=--(-
)=-1000V.
(3)电子在A点所受电场力的为:
F=eE=1.6×10-19×2×105=3.2×10-14N,方向竖直向下.
(4)电子在b点的电势能为:
Ep=e•φb=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
(5)电子从a运动到c,电场力所做的功为:
Wac=eUac=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
答:(1)a、b两点的电场强度大小为2×105V/m.
(2)a、c两点之间的电势差为-1000).
(3)电子在a点所受到的电场力为3.2×10-14N,方向竖直向下.
(4)电子在b点的电势能为1.6×10-16J.
(5)电子从a运动到c点时,电场力所做的功为1.6×10-16J.
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