- 电场强度
- 共628题
一个很小的小球带有电量Q,在距离球心30cm处的A点放了一个试探电荷q=-1×10-10C,q 受到的电场力为1×10-8N,方向指向球心.求:
(1)A点的场强的大小和方向
(2)如果从A点取走q,A点场强大小和方向
(3)把放在离球心60cm处的B点,所受的电场力等于多少?
(4)带电小球的电量Q是正的还是负的?等于多少?
正确答案
(1)A点的场强的大小E==
N/C=100N/C,方向:球心→A.
(2)如果从A点取走q,A点场强大小和方向都不变,E=100N/C,方向从球心→A.
(3)根据库仑定律得
试探电荷放在A点时:F=
试探电荷放在B点时:F′=
由题,r′=2r,则得到,F′=F=2.5×10-9N;
(4)根据E=k得,Q=
代入解得,Q=1.0×10-9C,带正电.
答:(1)A点的场强的大小为100N/C,方向:球心→A.
(2)A点的场强的大小俀为100N/C,方向:球心→A.
(3)F=2.5×10-9 N;
(4)Q带正电,Q=1.0×10-9 C.
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5.0 m。已知放在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荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电。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,并确定点电荷Q的位置坐标。
正确答案
解:(1)由图可得B点电场强度的大小EB=
因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴正方向,故B点场强方向沿x轴负方向
(2)因A点的正试探电荷受力和b点的负电荷受力均指向x轴正方向,故点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电。设点电荷Q的坐标为x,则
,
由图可得EA=40N/C
解得x=2.6 m
如图所示,在真空中A、B两点上各固定一个点电荷,它们的电荷量相等,均为4.0×10-10 C,而电性相反;A为正,B为负,二者相距80cm,P点与A、B等距,到A、B的距离均为50cm.
(1)试确定P点的场强大小和方向.
(2)试求P点处的场强与A、B连线中点O处的场强之比.
正确答案
解:(1)由点电荷的电场强度计算式=知,A、B处的两个电荷在处产生的场强大小相等,即==
=
据几何知识
所以点的场强=(+)cos=23.04 /C,方向平行方向向右
(2)点的场强
故点与点的场强之比:=0.512
在真空中的点放一点电荷=1.0 ×10-8C ,直线过点,=30cm ,如图所示。若把电量为=-2.0 ×10-9C 的点电荷从点移到点,电势能增加了2.0 ×10-8J ,取点电势为零,静电力常量=9.0 ×109 N ·m2/C2。求:
(1 )点的电场强度大小;
(2 )点的电势。
正确答案
解:(1)由E=kQ/r2得,点的电场强度E=1000N/C
(2)电势能EM-EN=qΦM-qΦN又ΦN=0
所以ΦM=(EM-EN)/q
代入数据解得点的电势ΦM=10V
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1.0m和2.0m.已知放在A、B两点的检验电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟检验电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带负电,放在B点的电荷带正电.求:
(1)A点的电场强度的大小和方向.
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标.
正确答案
(1)由图可得A点电场强度的大小EA==
N/C.
因A点的电荷带负电,而受力指向x轴正方向,故A点场强方向沿x轴负方向.
(2)因A点的负电荷受力和B点的正电荷受力均指向x轴正方向,故点电荷Q应位于A、
B两点之间,带正电.
由图可得EB=30N/C
设点电荷Q的坐标为x,则EA=k,EB=k
解得x=1.75m.
答:(1)A点的电场强度的大小N/C和方向沿x轴负方向.
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标1.75m.
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
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