题目列表(包括答案和解析)
8.如图13-3-21所示,一带电液滴质量为m,电荷量为-q,在竖直向下的匀强电场中刚好与水平面成30°角以速度v0向上做匀速直线运动.求:
图13-3-21
(1)电场强度的大小是多少?
(2)若电场方向改为垂直直线向下,要使液滴仍做直线运动,电场强度多大?液滴可前进多少距离后返回?
解:(1)因为液滴处于平衡状态,所以有Eq=mg,即E=mgq.
(2)电场方向改变,液滴受力分析如右图所示.液滴做直线运动时,垂直速度方向合力为零,即E′q=mgcos30°,E′==.液滴在运动方向的反方向上合力F=mgsin30°.做减速运动的加速度a==g·sin30°=,液滴可前进的距离s==.
7.某电场中的几条电场线.带负电的点电荷q在A点受电场力方向如图13-3-20所示.
图13-3-20
(1)试在图中画出电场线指向;
(2)试比较EA、EB的大小;
(3)在A、B两点放上等量异种点电荷,则电荷在哪点受力较大?
解:(1)由于负电荷所受电场力方向与场强方向相反,可知A点场强方向如图中所示;
(2)由于A点处的电场线比B点处的密,可知EA>EB;
(3)电场力F=qE,由于EA>EB,所以FA>FB,点电荷在A点受力大.
6.如图13-3-19所示,带正电的粒子只在电场力作用下从A运动到B,设在A点时的加速度为aA,速度为vA,在B点时的加速度为aB,速度为vB,则下列说法中正确的是( )
图13-3-19
A.aA>aB B.aA<aB C.vA>vB D.vA<vB
思路分析:由图中电场线的疏密可知,A点电场线密,电场强,粒子在A点受电场力大,故aa>ab,A正确.又因为粒子带正电,故在此过程中电场力做正功,粒子动能增大,故va<vb,选项D正确.
答案:AD
5.用细线将一质量为m、电荷量为q的小球悬挂在天花板下面,设空中存在沿水平方向的匀强电场.当小球静止时把细线烧断,小球将做( )
A.沿电场线方向的匀加速直线运动
B.沿重力方向的自由落体运动
C.沿悬线的延长线方向的匀加速直线运动
D.类似平抛运动的匀加速曲线运动
思路分析:如图所示,在悬线没有烧断之前,小球受竖直向下的重力mg、水平方向的电场力qE和悬线拉力FT三个力的作用处于静止状态,如图所示.烧断细线的瞬间,拉力立即消失,重力和电场力都保持不变,小球沿两个力方向产生加速度,由于加速度的大小、方向不会发生变化,小球将沿着该方向(即悬线的延长线方向)做匀加速直线运动,故本题的各选项中正确的是选项C,其他选项是错误的.
答案:C
4.图13-3-18为点电荷Q产生的电场的三条电场线,下面说法正确的是( )
图13-3-18
A.若Q为负电荷,EA>EB
B.若Q为负电荷,EA<EB
C.若Q为正电荷,EA>EB
D.若Q为正电荷,EA<EB
思路分析:因电场线越密场强越大,所以无论Q是何种电荷都有Ea>Eb.
答案:AC
综合·应用·创新
3.在图13-3-17各电场中,A、B两点电场强度相同的是( )
图13-3-17
思路分析:选项A中,A、B两点电场强度大小相等,但方向不同,选项B中大小不等,方向相同,选项D中大小,方向均不同,只有在C所示的匀强电场中A、B两点的大小、方向均相等,因此,选项C正确.
答案:C
2.如图13-3-16所示,AB是某个点电荷电场中的一根电场线,在线上的某点O放一个自由的负电荷,它将沿电场线向B运动.下列判断正确的是( )
图13-3-16
A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小
B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题中条件不能确定
C.电场线由A指向B,电荷做匀加速运动
D.电场线由B指向A,电荷做加速运动,加速度越来越大
思路分析:负电荷受力方向与场强方向相反,由于负电荷以O释放后向B运动,所以电场线方向由B向A,电荷受电场力作用做加速运动,由于不知场强大小如何变化,所以无法判断其加速度大小变化.
答案:B
1.如图13-3-15所示,正电荷在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大.由此可以断定,它所在的电场是图中的( )
图13-3-15
思路分析:正电荷以P向Q加速运动且加速度越来越大,说明电荷受到的电场力越来越大,即场强越来越大,反映在电场线上就是越来越密.
答案:C
9.如图13-7-11所示,A、B、C表示匀强电场中的三点,它们的电势分别为φA=-5 V,φB=9 V,φC=2 V.试在图中画出过A、B、C点的三条等势线,并画出一条过C点的电场线.
图13-7-11
解:考查题中给定三点的电势可以发现,UBA=14 V,UBC=7 V.由于是匀强电场,故AB连线的中点D与C点是等势点,而匀强电场中等势面为一平面,故DC连线为等势线,再过A、B点分别作平行于CD的直线即为所求,如右图所示,又过C作垂直于CD的直线即为过C点的电场线,根据电场线与等势面的关系可知,方向应为斜向左上方.
答案:如上图所示.
8.如图13-7-10,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20 cm,把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小为__________V/m,方向为__________.
思路分析:根据电荷从B到C的做功情况得UBC== V=-173 V
即B点电势比C点低,因此场强方向必垂直于AB斜向下,其大小为
E=== V/m=1 000 V/m.
答案:1 000 垂直于AB斜向下
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