- 静电场
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如图所示,在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。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,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由;
(3)点电荷Q的位置坐标。
正确答案
解:(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向;同理A点的电场强度EA=40N/C,方向指向x正方向
(2)点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场E=,可知
,解得x=2.6m(另解x=1舍去)
如图所示为一个正电荷的电场.A、B是电场中的两点.若将q=5×10-8C的负电荷置于A点,所受的电场力为2×10-4N,则A点的场强大小为______N/C,方向指向______( 填“左”或“右”);若将电荷q从A点移走,则该点的电场强度大小是______N/C.
正确答案
A点的电场强度大小E==4×102N/C,方向水平向右.
若将电荷q从A点移走,在同一点电场强度不变,所以该点的电场强度大小是400N/C.
故答案为:400,右,400.
一点电荷Q=2.0×10-8C,在距此点电荷30cm处,该电荷产生的电场的强度是多大?
正确答案
由点电荷的场强公式E=k可知,
E=k=9.0×109×
=2000N/C,
所以电荷产生的电场的强度是2000N/C.
氢原子半径是0.53×10-10 m,根据卢瑟福的原子模型,求:
(1)电子所在轨道的电场强度;
(2)电子绕核运动的速度、频率。
正确答案
解:(1)由点电荷场强公式得=5.13×1011 N/C
(2)由得
=2.2×106 m/s
=6.6×1015 Hz
在真空中,两个带电荷量均为q的异种点电荷分别固定在A、B两点,相距为r,如图所示,则AB连线中点O的场强大小为________;在AB连线上与A点相距r/4的M、N点的场强大小和方向分别为________;________;________;________。
正确答案
8kq/r2;384kq/25r2;向右;160kq/9r2;向左
在一点电荷Q形成的电场中,有一带负电q的粒子通过,虚线表示电场中两个等势面,如图所示。试判断A、B、C、D四点电势的高低,电场强度的大小及q在以上四点时的电势能的大小。
正确答案
ΦA=φD>φB=φC,EA= ED < EB = EC,εA=εD<εB=εC
在真空中的O点放一点荷Q=1.0×10-9C,直线MN过O点,OM=30cm,M点放有一点电荷q=-2.0×10-10C,如图所示.求:
(1)电荷Q在M点的电场强度大小;
(2)若M点的电势比N点的电势高15V,则电荷q从M点移到N点,电势能变化了多少?
正确答案
(1)由点电荷的场强公式E=k可知,
E=k=100N/C,
所以电荷Q在M点的电场强度大小是100N/C.
(2)电荷q从M点移到N点,电场力做的功为:
WMN=qUMN=q(φM-φN)=-3×10-9J,
所以电势能增加了3×10-9J.
如图所示,在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10-9 C,直线MN过O点,OM=30 cm,M点放一点电荷q=-2×10-10 C,求:
(1)M点的场强大小;
(2)若M点的电势比N点的电势高15 V,则电荷q从M点移到N点,它的电势能变化了多少?
正确答案
(1)100 N/C
(2)3×10-9 J
如图所示,一个半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷,另一个电荷量为+q的电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为0.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为______(已知静电力恒量为k),方向______.
正确答案
球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔的电荷量,为q′=
则电量Q=,
根据库仑定律,可知点电荷量 q′对在球心点电荷q 处的电场力为:F=k=
,
那么剩下的球壳电荷对球心处点电荷的电场力也为F=,
库仑力的方向,即为指向小孔.
故答案为:,指向小孔.
在真空中的A、B两点分别有Q和q的正点电荷,已知Q=+4×10-3 C,A、B相距10cm,求B点场强大小和方向。(k=9.0×109Nm2/C2)
正确答案
解:,方向:A指向B
在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。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,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a,b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。
(3)点电荷Q的位置坐标。
正确答案
解:(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向
同理A点的电场强度EA=40N/C,方向指向x正方向
(2)点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场E=,可知
解得x=2.6m(另解x=1舍去)
如图所示,A、B两小球用绝缘细线悬挂在支架上,A球带2×10-3 C的正电荷,B球带等量的负电荷,两悬点相距3 cm,在外加水平匀强电场作用下,两球都在各自悬点正下方处于平衡状态,则该场强大小是____N/C。(两球可视为点电荷)
正确答案
2×1010
在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。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,电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断电荷Q的电性,并说明理由。
(3)点电荷Q的位置坐标。
正确答案
解:(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向。 同理A点的电场强度EA=40N/C,方向指向x正方向。
(2)点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷。
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场可知
解得x=2.6m。(另解x=1舍去)
真空中,A,B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为10N,Q1=1.0×10-2C,Q2=-2.0×10-2C。则Q2在A处产生的场强大小是___________,方向是___________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强的大小是___________,方向是___________。
正确答案
,由A指向B,
,沿AB方向由B指向外
如图,带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为____,方向____(静电力常量为k)。
正确答案
;向左
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