- 电场
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关于电场场强的概念,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值,即E=,与放入电场中的电荷无关,q变大,F变大,比值不变.故A错误.
B、电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.电场中某点的场强方向与放入电场中电荷无关.故B错误.
C、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值,即E=,与放入电场中的电荷无关.故C正确.
D、电场强度与放入电场中的电荷无关,由电场本身性质决定.故D错误.
故选:C.
绝缘细绳的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球,当空间建立水平方向的匀强电场后,绳稳定处于与竖直方向成θ=60°角的位置,如图所示.
(1)求匀强电场的场强E;
(2)若细绳长为L,让小球从θ=30°的A点释放,王明同学求解小球运动至某点的速度的过程如下:
据动能定理-mgL(1-cos30°)+qELsin30°=mv2
得:v=
你认为王明同学求的是最低点O还是θ=60°的平衡位置处的速度,正确吗?
请详细说明理由或求解过程.
正确答案
解:(1)小球在θ=600角处处于平衡,根据平衡条件得:
则Eq=mgtanθ
得E==
方向水平向左
(2)王明同学的求解不正确.
因为小球在θ=600处处于平衡,因此小球从θ=300的A点释放,它不会往A点的左边运动,而是以θ=600处为中心、以A点为端点来回摆动,即小球不会运动至最低点O.
王明同学的求解实际上也不是小球运动到θ=600的平衡位置处的速度.
平衡位置处的速度的正确求解应该是:据动能定理有
qE(Lsin60°-Lsin30°)-mg(Lcos30°-Lcos60°)=mv2.
联解得:v=(-1)
答:(1)匀强电场的场强大小是,方向水平向左.
(2)王明同学的求解不正确.平衡位置处的速度是(-1)
.
解析
解:(1)小球在θ=600角处处于平衡,根据平衡条件得:
则Eq=mgtanθ
得E==
方向水平向左
(2)王明同学的求解不正确.
因为小球在θ=600处处于平衡,因此小球从θ=300的A点释放,它不会往A点的左边运动,而是以θ=600处为中心、以A点为端点来回摆动,即小球不会运动至最低点O.
王明同学的求解实际上也不是小球运动到θ=600的平衡位置处的速度.
平衡位置处的速度的正确求解应该是:据动能定理有
qE(Lsin60°-Lsin30°)-mg(Lcos30°-Lcos60°)=mv2.
联解得:v=(-1)
答:(1)匀强电场的场强大小是,方向水平向左.
(2)王明同学的求解不正确.平衡位置处的速度是(-1)
.
真空中两个电量为2Q和-Q点电荷,相距为L,则它们连线中点处的电场强度为( )
正确答案
解析
解:电量为2Q的点电荷在连线中点处产生的电场强度 E1=k=
,电量为Q的点电荷在连线中点处产生的电场强度 E2=k
=
,场强方向相同,故连线中点处的电场强度为 E=E1+E2=k
故选:D.
如图甲所示,O、A、B为x轴上的三点,x轴上某点有一点电荷.在研究试探电荷所受电场力跟所带电荷量的关系时,利用测得的数据画出A、B两点的F-q图象分别如图乙所示,电场力的正方向与x轴正方向一致,则场源点电荷带______(选填“正电”或“负电”),场源点电荷与A、B两点的距离之比为______,A点的电势______(选填“高于”、“等于”或“低于”)B点的电势.
正确答案
负电
1:2
低于
解析
解:放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反.若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.
根据E=,知F-q图象的斜率大小等于场强E,则知EA:EB=
:
=4:1
根据公式E=k,可知场源点电荷与A、B两点的距离之比为 rA:rB=
:
=1:2
根据顺着电场线方向电势降低,则知A点的电势低于B点的电势.
故答案为:负电,1:2,低于.
如图所示,在一个真空环境里,有一个空心导体球,半径为a,另有一个半径为b的细圆环,环心与球心连线长为L(L>a),连线与环面垂直,已知环上均匀带电,总电荷量为Q.当导体球接地时(取无穷远处电势为零,与带电量为q的点电荷相距r处电势为φ=k
,k为静电力恒量),下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、据题知,导体棒接地,电势为零,则球面上感应电荷和圆环上电荷在圆心O处的电势之和为零,根据φ=k,得:
k+k
=0,则得q感=-
.故A正确,B错误;
C、D、将圆环看成无穷数个点电荷组成的,每个电荷在O产生的场强方向与水平方向的夹角为α,则圆环在O处产生的场强大小为
E=Encosα=
(k
)=k
•
=
由于O处合场强为0,感应电荷在O点的场强与圆环在O点的场强大小相等,所以感应电荷在O点的场强为E感=E=.故CD错误.
故选:A.
真空中有一电荷量为Q的点电荷,则离它距离为r处的电场强度是______.
正确答案
解析
解:根据题意可知,由点电荷电场强度公式,则有:E=,
故答案为:.
关于电场强度E,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、公式E=是电场强度的定义式,运用比值法定义,E与F、q无关,故A错误.
B、公式E=k是点电荷电场强度的计算式,E与Q成正比,而与r2成反比,故B正确.
C、由E=k知,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处场强大小相同,故C正确.
D、电场中某点的场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向,与该点所放负电荷受到的静电力的方向相反,故D错误.
故选:BC.
在一个点电荷的电场中取a、b两点,分别引入检验电荷,测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系如图所示,则a、b两点电场强度之比为______,a、b两点到点电荷的距离之比为______.
正确答案
16:1
1:4
解析
解:(1)由图可得A点电场强度的大小EA=N/C.
N/C
所以:
(2)由库仑定律得:
故答案为:16:1;1:4
下列哪个是电场强度的单位?( )
正确答案
解析
解:ABC、根据电场强度的定义式E=,可知电场强度的单位是牛/库.故ABC错误.
D、由场强与电势差的关系式E=,知电场强度的单位是伏/米.故D正确.
故选:D.
关于电场下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、公式E=是真空中点电荷的电场强度的计算式,所以E与Q成正比,与r2成反比,故A正确;
B、公式是电场强度的定义式,场强的大小是由电场本身决定的,与电场力无关,故B错误;
C、电场强度是矢量,合成遵循平行四边形定值,则合电场的场强可以大于分电场的场强,也可以小于分电场的场强,也可以等于分电场的场强,故C错误;
D、带电粒子在电场中运动的轨迹可能与电场线重合,但电场线不是点电荷在电场中的运动轨迹,故D错误.
故选:A
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