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电场力的性质,能的性质
例1、真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近,保持静止。
今释放q 2 且q 2只在q 1
的库仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( )
(A )不断减小 (B )不断增加
(C )始终保持不变 (D )先增大后减小
例2、以下有关场强和电势的说法,哪些是正确的? ( )
(A )在正的点电荷的电场中,场强大的地方电势一定比场强小的地方高 (B )在正的点电荷的电场中,场强大的地方电势一定比场强小的地方低 (C )在负的点电荷的电场中,各点电势均为负值,距此负电荷越远处电势越低,无限
远处电势最低
(D )在负的点电荷的电场中,各点电势均为负值,距此负电荷越远处电势越高,无限
远处电势最高
例3、1 如图所示,两个带电小球A 、B 用长度为L=10cm 的细丝线相连放在光滑绝缘水平
面上保持静止。
已知这时细丝线对B 球的拉力大小F 0=1.8×10-2N , A 球的电荷量为
C q A 7100.1-⨯+=,
求:⑴小球A 所受的电场力F 的大小。
⑵小球B 的电性和电荷量q B 。
(静电力常量k=9.0×109N m 2/C 2)
例4、质量为m 的带电小球带电量为+q,用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中,平衡时绝
缘细线与竖直方向成30°角,重力加速度为g.求电场强度的大小.
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例5、在电场中移动电荷量为8×10-8C的小球从A点运动到B点,电场力做功1.6×10-3J,求:求该两点间的电势差?该电荷的带电量为-2.5×10-8C,则电场力做多少功,做正功还是负功?
练习
1、在电场中P点放一个检验荷-q ,它所受的电场力为F,则关于P点电场强度E P
正确的说法是()
(A)E P = F/q ,方向与F相同
(B)若取走-q ,P点的电场强度E P = 0
(C)若检验电荷为-2q ,则E P = F/2q
(D)E P与检验电荷无关
2、图1是电场中某区域的电场线分布图,a、b是电场中的两点,这两点比较()
(A)b点的电场强度较大
(B)a点的电场强度较大
(C)同一正点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时
受到的电场力大
(D)同一负点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时
受到的电场力大
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3、一个电量为q的正点电荷,在各点场强大小和方向都相同的电
场中,沿电场线方向运动的位移为d ,若电场强度大小为E,在此过程中电场力对点电荷做功等于()
(A)Ed/q (B)qE/d (C)qd/E (D)qEd
4、一个电量为q的正点电荷,在电场中从a点移到b点,电场力对该点电荷做功W,那么,
a、b两点之间的电势差应等于()
(A)qW (B)q/W (C)W (D)W/q
5、下面关于电势和电势能的说法正确的是()
(A)电荷在电场中电势越高的地方,具有的电势能也一定越大
(B)在负的点电荷的电场中的任一点,正电荷的电势能大于负电荷的电势能
(C)电势降低的方向,一定就是场强方向
(D)电势能是电场和电荷共有的能
6、三个点电荷在彼此的库仑力作用下都处于静止,则()
(A)它们必在同一直线上
(B)它们都是同种电荷
(C)每个电荷受到的库仑力的合力等于零
(D)它们不是同种电荷
7、用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点下,
当空中有方向为水平向右,大小为1×104N/C的匀强电场时,小
球偏转37°后处在静止状态。
(1)分析小球的带电性质(2)
求小球的带电量(3)求细线的拉力
8、如图所示,平行金属板与水平方向成 角,板间距离为d,板间电压为U,一质量为m
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的带电微粒,以水平初速度
v 从下板左端边缘进入板间,结果正好沿水平直线通过
从上板右端上边缘处射出,求:(1)微粒带电量 (2)微粒离开电场时的动能。
9、在氢原子中,可以认为核外电子绕原子核(质子)做匀速圆周
运动,轨道半径为
m 11
103.5-⨯ 。
求电子沿轨道运动的动能。
10、一束电子流在经V U 5000
=的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图14—9—4所示,若两板间距cm d 0.1=,板长cm l 0.5=,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
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答案:例1、A 例2、A D
例3、解:小球A 受力如图,由于小球受力平衡,绳的拉力向右,所以电场力的方向向左,
A 、
B 表现为斥力。
B 球带正电。
电场力大小为
N
F F 20108.1-⨯==
根据公式
2L q q k
F B
A =可得:
C kq FL q A 7
7
92222102100.1100.9)1010(108.1----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==B
例4、解:小球受力如图,所以
︒=30tan mg qE 即:
q mg E ︒
=
30tan
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例5、解:电势差
V V q W U AB
48
3102108106.1⨯=⨯⨯==--
荷带电量为C q 8
105.2-⨯-=',则电场力做负功, J J U q W AB 448105102105.2--⨯-=⨯⨯⨯-='=
练习
1、D
2、AD
3、D
4、D
5、D
6、ACD
7、解:(1)小球受力如图,故带正电。
(2)列方程:︒=37tan mg qE
C
E mg q 610337tan -⨯=︒=
(3)
N
mg
F 210537cos -⨯=︒=
8、解:(1)微粒做直线运动,故合力在水平方向上,电场力方向只能是斜向上。
微粒带正电。
受力如图。
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θcos E mg q =
(2)重力不做功(高度不变),电场力做功,由动能定理可得:
20221mv E qU k -= 即:2
21mv qU E k +=
9、解:质子对核外电子的库仑力充当向心力,
r E r v m r
e k k
2222=
= =⨯⨯⨯⨯⨯==--J r ke E k 11
2
1992103.52)106.1(100.92
10、解析:在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏距就越大.当偏转电压
大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压.
加速过程,由动能定理得
2021mv eU =
①
进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动
t
v l 0= ②
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度
dm U e m F a '
=
=
③
偏距
221at y =
④
能飞出的条件为y≤2d
⑤
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解①~⑤式得U′≤
V
V
l
Ud
2
2
2
2
2
2
2
10
4
)
10
0.5(
)
10
0.1(
5000
2
2
⨯
=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
-
-
即要使电子能飞出,所
加电压最大为V
400.
说明:(1)此题是一个较典型的带电粒子先加速再偏转的题目.请读者通过该题认真体会求解这类问题的思路和方法,并注意解题格式的规范化.。