电场力和电场能的性质
运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能 承受的最大值而断裂.取 g=10 m/s2.求:
(1)小球的电性; (2)细线能承受的最大拉力; (3)当小球继续运动后与 O 点水平方向距离为
L 时,小球距 O 点的高度.
于 O 点.另一端系一质量 m=0.5 kg 带电荷量 q=5×10-2C 的小球.拉起小球至绳水平后在 A 点 无初速度释放,当小球运动至 O 点的正下方 B 点 时,绳恰好断裂然后垂直打在同一竖直平面且与 水平面成θ=53°、无限大的挡板 MN 上的 C 点,g 取 10 m/s2.(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)试求:
A.a 一定带正电,b 一定带负电 B.电场力对 a 做正功,对 b 做负功 C.a 的速度将减小,b 的速度将增大 D.a 的加速度将减小,b 的加速度将增大 解析:选 D.因未知电场线的方向,故电荷的 正负无法判定,A 错;由运动轨迹可知,a、b 所 受电场力方向与其运动方向夹角小于 90°,均做 正功,动能增大,B、C 错误;a 向电场线疏处运 动,电场力变小,加速度变小,b 向电场线密处 运动,电场力变大,加速度变大,故 D 正确. 4. 空间有一沿 x 轴 对称分布的电场,
C.P 点电场强度大小是 N 点的 4 倍
D.试探电荷在 N 点具有的电势能为-1mv2 2
三、计算题(要求有必要的文字说明)
9.如图所示,光滑绝缘 的细圆管弯成半径为 R 的半圆形,固定在 竖直面内,管口 B、C 的连线是水平直 径.现有一带正电小 球(可视为质点)从 B 点 正上方的 A 点自由下 落,A、B 两点间距离 为 4R,从小球进入管 口开始,整个空间中 突然加上一个匀强电 场,电场力在竖直方向上的分力大小与重力 大小相等,结果小球从管口 C 处脱离圆管后, 其运动轨迹最后经过 A 点.设小球运动过程 中带电量没有改变,重力加速度为 g,求: (1)小球到达 B 点时的速度大小; (2)小球受到的电场力的大小和方向;
点的试探电荷受到静电力的方向都跟 x 轴正方
向相同,静电力的大小 F 跟试探电荷电荷量 q
的关系分别如图乙中直线 a、b 所示.下列说法
正确的是(
)
A.B 点的电场强度大小为 0.25 N/C
B.A 点的电场强度的方向沿 x 轴正方向
C.点电荷 Q 是正电荷
D.点电荷 Q 的位置坐标为 0.3 m
7.如图所示,实线是一
4
电场力和电场能的性质
侧为正电荷,从左向右电势降低,则 D 错误; 粒子由 a 点到 b 点,电场力做负功,电势能增 加,动能减少,则 C 正确.
二、多项选择题
6.如图甲所示,真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个 点电荷 Q,坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 0.2 m 和 0.7 m.在 A 点放一个带正电的试探电 荷,在 B 点放一个带负电的试探电荷,A、B 两 点的试探电荷受到静电力的方向都跟 x 轴正方 向相同,静电力的大小 F 跟试探电荷电荷量 q 的关系分别如图乙中直线 a、b 所示.下列说法 正确的是( BD )
8. 在光滑绝缘水平
面上的 P 点正上
方 O 点固定一个
电荷量为+Q 的
点电荷,在水平
面上的 N 点,由静止释放质量为 m、电荷量为
-q 的试探电荷,该试探电荷经过 P 点时速度
为 v,图中θ=60°,规定电场中 P 点的电势为
零.则在+Q 形成的电场中(
)
A.N 点电势高于 P 点电势
B.N 点电势为-mv2 2q
x 变化的图象如图
所示.下列说法
中正确的是( )
A.O 点的电势最低
B.x2 点的电势最高 C.x1 和O 到 x3 两点的电势差相等
5. 如图所示,在两等量异种点电荷连线上有 D、
E、F 三点,且 DE= EF.K、M、L 分别为 过 D、E、F 三点的 等势面.一不计重力 的带负电粒子,从 a 点射入电场,运动轨迹如图中实线所示,以 |Wab|表示该粒子从 a 点到 b 点电场力做功的数 值,以|Wbc|表示该粒子从 b 点到 c 点电场力做 功的数值,则( )
(1)绳子的最大张力 FT;
(2)A、C 两点的电势差 UAC.
12. 如图所示,空间有 场强 E=1.0×102 V/m、竖直向下的 电场,长 L=0.8 m 不 可伸长的轻绳固定
13.如图所示,AB 是位于竖直平 面内、半径 R=0.5m 的 1/4 圆弧形的光滑 绝缘轨道,其下端点 B 与水平绝缘轨道平 滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场 中,电场强度 E=5×103N/C.今有一质量 m=0.1kg、带电荷量 q=+8×10-5C 的小滑块 (可视为质点)从 A 点由静止释放.若已 知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05, g 取 10 rn/s2,求: (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点 B 时 对 B 点的压力; (2)小滑块在水平轨道上通过的总路程.
质子仅在电场力作用
下由 a 点运动到 b 点
的运动轨迹,虚线可
能是电场线,也可能
是等差等势线,则
(
)
A.若虚线是电场线,则质子在 a 点的电势
能大,动能小
B.若虚线是等差等势线,则质子在 a 点的
电势能大,动能小
1
电场力和电场能的性质
C.质子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的
加速度
D.a 点的电势一定高于 b 点的电势
3
电场力和电场能的性质
的虚线所示(a、b 只受电场力 作用),则( D )
一、单项选择题 1.一负电荷从电场中 A 点由静
止释放,只受电场力作用, 沿电场线运动到 B 点,它运 动的 v-t 图象如图所示,则 A、B 两点所在区域的电场线 分布情况可能是下图中的( C )
解析:由 v-t 图可知负电荷在电场中做加速 度越来越大的加速运动,故电场线应由 B 指向 A 且 A 到 B 场强变大,电场线变密,选项 C 正确. 2. 均匀带电的球壳
的速度飞出 a、b 两个带电粒
子,a、b 的运动轨迹如图中
的虚线所示(a、b 只受电场力
作用),则( )
A.a 一定带正电,b 一定带负电
B.电场力对 a 做正功,对 b 做负功
C.a 的速度将减小,b 的速度将增大
D.a 的加速度将减小,b 的加速度将增大
4. 空间有一沿 x 轴
对称分布的电场,
其电场强度 E 随
A.B 点的电场强度大小为 0.25 N/C
B.A 点的电场强度的方向沿 x 轴正方向
C.点电荷 Q 是正电荷
D.点电荷 Q 的位置坐标为 0.3 m
解析:选 BD.由两试探电荷受力情况可知,
点电荷 Q 为负电荷,且放置于 A、B 两点之间某
位置,故 B 正确,C 错误;设 Q 与 A 点之间的
距离为 l,则点电荷在 A 点产生的场强为 EA=klQ2
A.|Wab|=|Wbc| B.|Wab|<|Wbc| C.粒子由 a 点到 b 点,动能减少 D.a 点的电势较 b 点的电势低
二、多项选择题
6.如图甲所示,真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个
点电荷 Q,坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为
0.2 m 和 0.7 m.在 A 点放一个带正电的试探电
荷,在 B 点放一个带负电的试探电荷,A、B 两
2R2 E′,E′为带电荷-q 的右半球面在 M 点产生场 强大小.带电荷-q 的右半球面在 M 点的场强大 小与带正电荷为 q 的左半球面 AB 在 N 点的场强 大小相等,则 EN=E′=k22Rq2-E=2kRq2-E 3. 实线为三条方向未知的电场
线,从电场中的 M 点以相同 的速度飞出 a、b 两个带电粒 子,a、b 的运动轨迹如图中
电荷量为 q,球面半径为 R,CD 为通过半球面
顶点与球心 O 的轴线,在轴线上有 M、N 两点,
OM=ON=2R.已知 M 点的场强大小为 E,则 N
点的场强大小为( )
A.2kRq2-E B.4kRq2 C.4kRq2-E 3. 实线为三条方向未知的电场
D.4kRq2+E
线,从电场中的 M 点以相同
7.如图所示,实线是一
质子仅在电场力作用
下由 a 点运动到 b 点
的运动轨迹,虚线可
能是电场线,也可能
是等差等势线,则
( BC )
A.若虚线是电场线,则质子在 a 点的电势 能大,动能小
其电场强度 E 随 x 变化的图象如图 所示.下列说法
中正确的是( C ) A.O 点的电势最低 B.x2 点的电势最高 C.x1 和-x1 两点的电势相等 D.O 到 x1 和 O 到 x3 两点的电势差相等
[解析] 沿 x 轴对称分布的电场,由题图可 得其电场线以 O 点为中心指向正、负方向(或 从正、负无穷远指向 O),沿电场线电势降落 (最快),所以 O 点电势最高(或最低),A、B 错 误;由于电场沿 x 轴对称分布,则 O 点到 x1 与 O 点到-x1 的电势差相等,故 x1 与-x1 两点电 势相等,C 正确;x1 和 x3 两点电场强度大小相 等,电势不相等,故 O 到 x1 和 O 到 x3 两点的 电势差也不相等,D 错误. 5. 如 图 所 示 , 在 两 等 量 异种点电荷连线上有
电场力和电场能的性质
一、单项选择题 1.一负电荷从电场中 A 点由静
止释放,只受电场力作用, 沿电场线运动到 B 点,它运 动的 v-t 图象如图所示,则 A、B 两点所在区域的电场线 分布情况可能是下图中的( )
2. 均匀带电的球壳
在球外空间产生
的电场等效于电
荷集中于球心处
产生的电场.如
图所示,在半球面 AB 上均匀分布正电荷,总
4 常量为 k,求:
(1)小球运动到 B 点时的加速度大小; (2)B 和 A 两点间的电势差(用 Q 和 L 表示).