- 静电场
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真空中有两个点电荷Q1,Q2,相距10cm,它们的电荷量分别是+4.0×10-9C和-2×10-9C,(静电常数k=9.0×109N•m2/C)
求(1)这两个电间的作用力多大?
(2)Q1在Q2处产生的场强是多大?
正确答案
解:(1)由库仑定律得:=9.0×109×
N=7.2×10-6N
(2)由电场强度的定义式得:=
=
N/C=3.6×103N/C
答:(1)这两个电间的作用力为7.2×10-6N;(2)Q1在Q2处产生的场强是3.6×103N/C.
解析
解:(1)由库仑定律得:=9.0×109×
N=7.2×10-6N
(2)由电场强度的定义式得:=
=
N/C=3.6×103N/C
答:(1)这两个电间的作用力为7.2×10-6N;(2)Q1在Q2处产生的场强是3.6×103N/C.
如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强为9×103N/C,在电场内的竖直平面内作半径为1m的圆,圆心处放置电量为1×10-6C的正点电荷.则圆周上C点处的场强大小为______.(k=9×109Nm2/C2)
正确答案
9×103N/C
解析
解:点电荷在C点处产生的场强大小为E=k=9×109×
N/C=9×103N/C,
方向从O→C.C点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,
根据平行四边形定则得,C点的场强大小为 EC=E=9
×103N/C,方向与水平成45°角斜向右上方.
故答案为:9×103N/C
下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、点电荷场强公式E=中,Q为场源电荷的带电量,场源电荷应该为点电荷模型,只有当电荷的大小很小,对所要研究的问题可以忽略不计时,实际电荷才可以简化为点电荷,当r→0时,电荷已经不能简化为点电荷,公式已经不成立,故A错误;
B、电势能与电势关系公式EP=φq中,当q取负值时,φ越小,电势能EP越大,故B正确;
C、匀强电场中的场强与电势差的关系公式Uab=Ed中的d为沿电场线的距离,故C错误;
D、电容器的电容定义式C=,由电容器本身决定,与带电量、电压均无关,故D错误;
故选:B.
如图所示,在x轴上A、B两点分别放有两个点电荷,A处为-Q,B处为+2Q,在x轴上某点,两个电荷各自产生的电场强度分别为EA和EB,则( )
正确答案
解析
解:电场强度是矢量,注意方向;根据点电荷场强公式E=,EA和EB相同点只有一处,在AB之间,该处合场强为2EA;故ACD错误,B正确
故选:B.
真空中一点电荷带电量为2.0×10-8C,距此点电荷0.3m 处由该点电荷产生的电场场强为______N/C.若将一电量为2.0×10-10C的点电荷放在该处,则该点电荷所受电场力为______N.(k=9.0×109N•m2/C2)
正确答案
2×103
4×10-7
解析
解:由点电荷的电场强度公式知,该点的场强为:E=k=9×
N/C=2×103N/C;
当将检验电荷的电量为2.0×10-10C,则该点的场强仍然是2.0×103N/C;
其电场力为:F=qE=2.0×10-10C×2×103N=4×10-7N;
故答案为:2.0×103,4×10-7.
如图所示,A为带电荷量为+Q的点电荷,B为半径为r的不带电的金属小球,球心到A的距离为R,则感应电荷在球心处的场强为______.
正确答案
解析
解:点电荷Q在球心处产生的场强,方向水平向左,
则球面上感应电荷在球心O处的场强大小,方向水平向右.
故答案为:
如图所示,固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,已知
<
,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、电场力对电荷做正功,电势能减少,而正负功的判断要根据功的定义式W=FScosα,力和位移只带大小.功的正负取决于力与位移的方向夹角.从图上可以看出,将正电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电场力与位移方向的夹角为锐角,电场力做正功,电势能减少.A正确,B错误;
C、将负点电荷从M点沿直线移到N点的近程中,电场力指向正电荷,方向与位移的夹角为钝角,所以电场力做负功,电势能增加.C错误,
D、若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿不同路径移回到M点;则该电荷电场力做功之和为零,故D错误.
故选:A.
真空中Q点有一点电荷,距Q为r处的P点有一电荷+q,受库仑力大小为F,则P点的场强大小是______,当去掉q后,P点的场强大小是______.
正确答案
解析
解:根据电场强度定义得r处,P点的场强大小为:E=,
当去掉q后,P点的场强仍不变,即为,
故答案为:,
.
已知源电荷为正点电荷(电荷量Q),求:距离点电荷为r处电场强度的大小.
正确答案
解:根据题意可知,由点电荷电场强度公式,则有:E=,
答:距离点电荷为r处电场强度的大小.
解析
解:根据题意可知,由点电荷电场强度公式,则有:E=,
答:距离点电荷为r处电场强度的大小.
如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+8.0×10-8C和Q2=-2.0×10-8C,相距10cm,求它们的连线延长线上一点P处的场强的大小和方向,P点距Q210cm.
正确答案
解:点电荷Q1在P点产生的场强大小为:E1=k=9×109×
N/C=1.8×104N/C,方向向右;
点电荷Q2在P点产生的场强大小为:E2=k=9×109×
N/C=1.8×104N/C,方向向左;
根据电场的叠加原理得:P点的场强的大小为:E=E1-E2=0N/C.
答:P点的场强的大小为0N/C.
解析
解:点电荷Q1在P点产生的场强大小为:E1=k=9×109×
N/C=1.8×104N/C,方向向右;
点电荷Q2在P点产生的场强大小为:E2=k=9×109×
N/C=1.8×104N/C,方向向左;
根据电场的叠加原理得:P点的场强的大小为:E=E1-E2=0N/C.
答:P点的场强的大小为0N/C.
(2015秋•滁州期末)真空中一个点电荷,距其为r的一点引入一电荷量为q的检验电荷,静止时检验电荷所受静电力为F,则离点电荷在2r处的场强大小为( )
正确答案
解析
解:根据电场强度定义得r处的场强大小为E=,
根据点电荷的电场强度定义,得r处的场强大小为E=,Q为场源电荷的电量,
则有:=
解得:kQ=,
该检验电荷放在距该点电荷为2r处时,受到的静电力大小F′==
;
因此离点电荷在2r处的场强大小为E′==
,故D正确,ABC错误.
故选:D.
(2015秋•莆田校级期中)真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为( )
正确答案
解析
解:电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值.q是试探电荷,已知电场力为F,点电荷的电量为q,则A点的场强为E=.
Q是场源电荷,A点的电场强度大小由Q产生,所以A点的场强为E=k.
故选:BD
如图所示,带电荷量+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,a、b两点在薄板两侧与薄板距都为d,+q、a、b的连线垂直通过板的几何中心,若图中a点处的电场强度为零,已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:由于a点处的合场强为零,所以带点薄板在a处产生的场强与点电荷+q在a处产生的场强大小相等均为,方向相反,可知带电薄板应带正电,由带点薄板产生场强的特点可知,薄板在b点产生的场强方向向左,大小等于
,所以C正确ABD错误.
故选C.
如图所示,A,B,C,D,E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电量为-q外,其余各点处的电量均为+q,则圆心O处( )
正确答案
解析
解:由点电荷的场强公式可知,各点电荷在O点产生的场强大小为E=
,
电场强度是矢量,求合场强应用平行四边形定则,由对称性可知,
B、C、D、E四个点电荷的合场强大小为E′=,方向沿OA方向,
则A、B、C、D、E五个点电荷的合场强大小为:
E合=E′+E=+
=
,方向沿OA方向;
故选C.
(2016•湛江一模)如图所示为一个竖直面内的光滑圆形轨道,AB和CD是相互垂直的两条直径,O点是圆心,一个带正电的点电荷位于圆周上的A点,则( )
正确答案
解析
解:A、正点电荷产生的电场向外扩散,以A为圆心的同心圆是等势线,根据沿着电场线方向电势降低可知,O点电势比C点电势高,故A正确;
B、C点和B点电势不等,则OC间的电势差不等于OB间的电势差,故B错误;
C、AD=AO,根据E=
可知,O点的电场强度是D点电场强度的2倍,故C正确;
D、一定质量带正电小球从B点由静止释放,受到重力和电场力作用,从B到D过程中,电场力做负功,重力做正功,合力不一定一直做正功,所以速度不一定越来越大,故D错误.
故选:AC
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