- 电场
- 共10557题
图中,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,静电力做功为零;从B移到C,静电力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小为:______;方向:______.
正确答案
解:AB为等势面,电场强度的方向与等势面的方向垂直,且从高等势面指向低等势面.
则匀强电场的场强大小
方向垂直AB斜向下.
故答案为:1000 V/m;垂直AB斜向下
解析
解:AB为等势面,电场强度的方向与等势面的方向垂直,且从高等势面指向低等势面.
则匀强电场的场强大小
方向垂直AB斜向下.
故答案为:1000 V/m;垂直AB斜向下
在电场中某处放入电荷量为5.0×10-3C的点电荷,它受到的电场力为3.0×10-4N,求该处电场强度的大小?
正确答案
解:已知试探电荷q=5.0×10-3C,电场力F=3.0×10-4N,则该处的电场强度大小为 E==
=0.06N/C
答:该处的电场强度大小为0.06N/C.
解析
解:已知试探电荷q=5.0×10-3C,电场力F=3.0×10-4N,则该处的电场强度大小为 E==
=0.06N/C
答:该处的电场强度大小为0.06N/C.
将带电量为1×10-8C的试探电荷放入电场中的P点,它受到的电场力为4×10-5N,方向水平向右,那么P点的场强为多大?方向怎样?若将试探电荷的带电量变为4×10-8C,则它受到的电场力为多大?
正确答案
解:P点的场强为 E==
=4000N/C,由于放入正电荷,则电场强度方向与电场力方向一致,故P点的场强方向水平向右.
当在P点改放一个4×10-8C的电荷时,该处的电场强度不变,则该电荷所受的电场力为 F′=Eq′=4000×4×10-8N=1.6×10-4N.
答:P点的场强是4000N/C,方向水平向右.若将试探电荷的带电量变为4×10-8C,则它受到的电场力为1.6×10-4N.
解析
解:P点的场强为 E==
=4000N/C,由于放入正电荷,则电场强度方向与电场力方向一致,故P点的场强方向水平向右.
当在P点改放一个4×10-8C的电荷时,该处的电场强度不变,则该电荷所受的电场力为 F′=Eq′=4000×4×10-8N=1.6×10-4N.
答:P点的场强是4000N/C,方向水平向右.若将试探电荷的带电量变为4×10-8C,则它受到的电场力为1.6×10-4N.
如图所示,在x轴上,坐标为0处固定一个电量为-Q的负点电荷,坐标为+1处固定一个电量为+4Q的正点电荷.那么,在x坐标轴上,电场强度方向沿x轴正方向的点所在区域是______.
正确答案
解:点的电场强度是正电荷+4Q和负电荷-Q在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式:E=
可判断x=1 右侧不存在E方向向左的点,在0~1间E的方向一定沿x轴负方向,
设-Q左侧d处E=0,
即k=k
解得:d=-1;
那么电场强度为0的点坐标是x=-1;
而电场强度方向沿x轴负方向的点所在的区域(0,1)和(-∞,-1);
故答案为:(0,1)和(-∞,-1)
解析
解:点的电场强度是正电荷+4Q和负电荷-Q在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式:E=
可判断x=1 右侧不存在E方向向左的点,在0~1间E的方向一定沿x轴负方向,
设-Q左侧d处E=0,
即k=k
解得:d=-1;
那么电场强度为0的点坐标是x=-1;
而电场强度方向沿x轴负方向的点所在的区域(0,1)和(-∞,-1);
故答案为:(0,1)和(-∞,-1)
在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,今在M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,OM的距离r=30cm,如图所示.已知静电力常量K=9×109N m2/c2求:
(1)q在M点受到的作用力.
(2)M点的场强.
(3)拿走q后M点的场强.
正确答案
解:
(1)根据库仑定律得:
q在M点受到的作用力 F=k=9×109×
N=1×10-8N.
(2)M点的场强大小为 E=k=9×109×
N/C=100N/C,方向从Q指向M.
(3)电场强度由电场本身决定,与放入电场中的试探电荷无关.所以拿走q后M点的场强不变,大小仍为100N/C,方向从Q指向M.
答:
(1)q在M点受到的作用力大小为1×10-8N.
(2)M点的场强大小为100N/C,方向从Q指向M.
(3)拿走q后M点的场强大小仍为100N/C,方向从Q指向M.
解析
解:
(1)根据库仑定律得:
q在M点受到的作用力 F=k=9×109×
N=1×10-8N.
(2)M点的场强大小为 E=k=9×109×
N/C=100N/C,方向从Q指向M.
(3)电场强度由电场本身决定,与放入电场中的试探电荷无关.所以拿走q后M点的场强不变,大小仍为100N/C,方向从Q指向M.
答:
(1)q在M点受到的作用力大小为1×10-8N.
(2)M点的场强大小为100N/C,方向从Q指向M.
(3)拿走q后M点的场强大小仍为100N/C,方向从Q指向M.
在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10-10C,直线MN过O点,OM=30cm,如图所示,求:
(1)M点的电场强度大小;
(2)现将M点放一点电荷q=-2×10-11C,若M点的电势比N点高5V,则电荷q从M点移到N点,电势能变化了多少?
正确答案
解:(1)由点电荷的场强公式E=k可知,
代入数据,则有:E==10N/C,
所以电荷Q在M点的电场强度大小是10N/C.
(2)电荷q从M点移到N点,电场力做的功为:
WMN=qUMN=q(φM-φN)=-2×10-11×5J=-1×10-10J,
所以电势能增加了1×10-10J.
答:(1)M点的电场强度大小E=10N/C;
(2)电荷q从M点移到N点,电场力做功,电势能增加1×10-10J
解析
解:(1)由点电荷的场强公式E=k可知,
代入数据,则有:E==10N/C,
所以电荷Q在M点的电场强度大小是10N/C.
(2)电荷q从M点移到N点,电场力做的功为:
WMN=qUMN=q(φM-φN)=-2×10-11×5J=-1×10-10J,
所以电势能增加了1×10-10J.
答:(1)M点的电场强度大小E=10N/C;
(2)电荷q从M点移到N点,电场力做功,电势能增加1×10-10J
如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为9000N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电量为10-8C的正点电荷,则A处场强大小EA=______N/C,B处的场强大小EB=______N/C.
正确答案
0
9×103
解析
解:点电荷在A点处产生的场强大小为E=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→A;
同理,点电荷在B点处产生的场强大小也为E=k=9×109×
N/C=9×103N/C,方向从O→B;
根据平行四边形定则得,则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,A点的场强大小为 EA=E点-E匀=9×103N/C-9×103N/C=0;
同理,B点的场强大小为 EB=E=9
×103N/C;
故答案为:0;9×103
如图所示是一匀强电场,在电场中有M、N、P三点,M、N连线与电场线方向平行,P、N的连线与电场线方向垂直.将一个电荷量为q=4×10-8C的负电荷从M点沿MP连线移到P点.电场力做功-2.4×10-6J,MN的距离30cm,PN的距离20cm,求电场强度E.
正确答案
解:根据匀强电场特点可知:UMP=UMN=EdMN
所以电场力做功为:W=qU=qEdMN
所以:
故电场强度为200V.
解析
解:根据匀强电场特点可知:UMP=UMN=EdMN
所以电场力做功为:W=qU=qEdMN
所以:
故电场强度为200V.
下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比,故A错误.
B、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,取决于电容器本身,并不是电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,故B错误.
C、根据点电荷的场强公式E=k知:Q是场源电荷,所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比,与该点到场源电荷距离的平方成反比,故C错误.
D、据电势差的定义式UAB=知,带电量为1C正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,即电场力做功为-1J,则A、B点的电势差为-1V,故D正确.
故选:D
(文科)用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球.小球的质量为m=10×10-2kg,所带的电荷量为q=-2.0×10-8C.现在加一水平方向的匀强电场.平衡时绝缘轻绳与竖直方向成45°角,如图所示.g=10m/s2.
(1)画出带电小球的受力平衡图.
(2)求匀强电场的场强方向和大小.
正确答案
解:(1)小球受到重力、电场力和绳子的拉力,受力如图
(2)因为小球带负电,场强方向与F电方向相反,
即水平向左.
由三力平衡和几何关系得
F=mgtan45°=mg
N/C
答:(1)带电小球的受力平衡图如图;
(2)匀强电场的场强方向水平向左和大小5.0×106N/C.
解析
解:(1)小球受到重力、电场力和绳子的拉力,受力如图
(2)因为小球带负电,场强方向与F电方向相反,
即水平向左.
由三力平衡和几何关系得
F=mgtan45°=mg
N/C
答:(1)带电小球的受力平衡图如图;
(2)匀强电场的场强方向水平向左和大小5.0×106N/C.
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