题目列表(包括答案和解析)
2.如图四所示,为电场中心一条电场线,一个点电荷由静止开始,在电场力作用下,从A点移到B点,下面论述正确的是( )
A.A处场强大于B处场强;
B. 点电荷在A处电势能大于在B处电势能;
C.点电荷带负电;
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
如图五所示,q1、q2是等量异号点电荷,p Q是两个点电荷连线的垂直平分线,则
(1)将电量为q的正电荷,从无穷远处沿p Q连线移到B点时,电场力对点电荷q做的功为 ,电荷q在移动过程中,其电势能 。
(2)电荷q在A、B、C三点具有电势能相比,
电势能最大; 电势能最小; 电能为零。
AB板电势各是多少伏?AB间场强多大?
如果在距A板0.5cm处插入一块接地的金属板C,则A、B板的电势各为多大?AC与BC间场强各多大?
解析(1)图中为接地符号,一般的接地处的电势为零,电源中心接地中心处电势为零,C板接地,C板电势为零,电池组左侧部分正极比零电势高6V,为+6V,左侧负极比中心处低6V,电势为-6V,A板电势为6V,B板电势为-6V。
EA=
EB=
[课余思考]
什么是电势?电势、电势能在数值上等于什么?
什么是电势差?UAB=22V,是什么意思?
[同步练习]
1.一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电势变化为零,则( )
A.a、b两点场强一定相等
B. 该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
(1)匀强电场的场强多大?方向如何?
(2)若B点电势为1V,则A点电势是多大?
(3)电子处于B点时,它具有的电势能是多少电子伏?它从A点移到B点,电势能增加多少电子伏?
解析:电场力做正功,有时也说电场力做功,电场力做负功也说成克服电场力做功,或非电场力做功,本题中电场力做2μJ的功即是2μJ的正功。另:1μC=10-6C, 1μJ=10-6J。(1)W=UAB·q UAB=,A点电势比B点电势低2V。E= d=2×10 -2×sin30°=1×10 -2m。d应为沿电场线方向的距离,E= 其方向沿斜线向下。
(2)UAB=UA-UB UA=UB+UAB=1-2=-1V
(3)εB =-eUb=-1e V,△ε = εB -εA =-1-1=-2e V。电子带负电在B处电势能为负。A处电势为-1V,电子带负电,电势能应为正。
本题要求:概念,规定必须清楚,如题中给出AB间移动2cm,但公式中的d不是2cm,应是沿电场线AB间的距离,故不能直接用2cm。又如电势,电势能的正负必须清楚。
(1)p、Q各带何种电荷?
(2)把q=10-7C的正点电荷从A移到B,电场力做多少功?
(3)把q从B移到C电场力做多少功?
(4)把q从C匀速回到A电场力做多少功?
(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少?
解析:沿Qp方向电势降低方向,可见电场线应是由Q指向p,电场线应是从正电荷出发,结束于负电荷,所以,Q带正电,p带负电,A、B所示在等势面分别为30V、-10V,UAB=30-(-10)=40V,WAB=UAB·q=40×10-6J。q从B到C
WBC=20×10-7=2×10-6J。电荷q从C到A时,UCA=-30V -30V=-60V,WCA=-60×10-7=-6×10-6J。q从A经B、C又回到A,从上面计算看,电场力做功总和为0J。
注意:如果A、B、C三点不离开各自的等势面,无论如何变化位置,本题计算结果都不会改变。
A.电子动能一定越来越小
B. 电子电势能一定越来越大
C.电子速度一定越来越大
D.电子电势能可能越来越小
解析:根据题意和选项,解答本题需要力学知识,电场知识的结合才能准确选择,从高电势处运动到低电势处,是顺电场线方向运动,电子所受电场力与运动方向反向,电场力对电子做负功,根据动能定理,电子动能应减小,A选项正确,同量电子电势能增加,B选项正确,C、D选项错误。答案应为A B
从本题可以看出:(1)前面学过力学规律在解答电场问题必须能准确使用
(2)电场力对电子做负功,使电子动能减少,转化为电势能,符合能量转化原理。
A.电场中顺着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
B. 在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷,电场力做负功,电荷电势能增加
解析:根据我们学过电场知识可知顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势减少,移动负电荷,电场力做负功电荷电势能增加;逆着电场线移动正电荷,电场力做负功电荷电势能增加,移动负电荷电场力做正功,电荷电势能减少。选项A,不知移动电荷正、负,无法判断电场力做功正、负,结论不正确,不能选A,同样道理不能B。沿电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能一定减小,故选项C正确,选项D,电场力做负功是错的,结论是错的,不能选D,答案:C
本题解答过程中所用的知识可做为一条原则记下,考虑问题时会比较方便
5.在匀强电场中,场强与电势差的关系:E=,为AB两点沿电力线方向的距离。
(1)沿场强方向电势降低最快的方向
(2)场强单位 1V/m=1N/c
(3)在匀强电场中,电场强度可理解为,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。
(4)注意场强公式适用条件:E=为定义式,普遍适用。E=K,只适用于在真空中点电荷产生电场的情况,E=,只适用于匀强电场。
[解题点要]
4.电子伏特,是能量单位,1电子伏特(国际符号是eV)就是在电压为1V的两点间移动电子时电场力做的功。1eV=1.6×10-19J
3.电势差的物理意义:电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑正电荷电场力做的功。例如:UAB=10V,移动1库仑正电荷电场力做功10J,1库仑负电荷电场力做功-10J。
2.电场力的功:W=UABq,当 UA>UB时q为正电荷电场力做正功,电势能减少,与 UAq>Ubq相等。q为负电荷时电场力做负功,电势能增加,与-UAq<-Ubq相符。
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