电场强度典型例题

合集下载

关于电场的典型例题大题

关于电场的典型例题大题

关于电场的典型例题大题大题一:有一点电荷Q1=3μC位于坐标原点处,另一点电荷Q2=-4μC位于坐标点(3,0)处。

求为空间任一点P的电场强度大小和方向。

解答:首先计算Q1对点P的电场强度的贡献:根据库仑定律,点P的坐标为(x,y),点P的电场强度可以表示为:E1 = k * Q1 / r1^2其中,k为电场常量,Q1为点电荷1的电荷量,r1为点电荷1到点P的距离。

点P和点电荷1的直线距离r1可以用勾股定理计算:r1 = sqrt(x^2 + y^2)则点电荷1对点P的电场强度为:E1 = k * Q1 / (x^2 + y^2)接下来计算Q2对点P的电场强度的贡献:点Q2和点P的直线距离r2可以用勾股定理计算:r2 = sqrt((x-3)^2 + y^2)则点电荷2对点P的电场强度为:E2 = k * Q2 / ((x-3)^2 + y^2)由于电场是矢量量,所以Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向要进行矢量叠加:E = E1 + E2其中,E为点P的电场强度矢量,E1为点电荷1对点P的电场强度矢量,E2为点电荷2对点P的电场强度矢量。

将E1和E2代入上式,并合并同类项可得:E = k * (Q1 / (x^2 + y^2) + Q2 / ((x-3)^2 + y^2))以上即为点电荷Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向的表达式。

大题二:一无限长的均匀带电直线上,线密度λ=2μC/m。

求离直线距离为d=5cm的位置的电场强度大小和方向。

解答:我们可以通过将带电直线剖分成无限多小的电荷段来求解。

首先将无限长带电直线分成小段,每一小段的长度即为dx。

每一小段的电荷量可以用微积分的思想来表示,即dQ = λ * dx。

然后计算每一小段对离直线距离为d的位置点P的电场强度的贡献。

根据库仑定律,点P的电场强度可以表示为:dE = k * dQ / r^2其中,k为电场常量,dQ为每一小段的电荷量,r为小段电荷到点P的距离。

关于电场的典型例题大题

关于电场的典型例题大题

关于电场的典型例题大题题目一:在一均匀带电球体内部,电场强度随距球心的距离r的关系为:E(r) = k/r³,其中k为常数。

(a) 证明这个电场满足库仑定律。

(b) 计算球体表面上的电场强度。

解答:(a) 根据库仑定律,电场强度与距离的关系为E(r) = k'/r²,其中k'为常数。

要证明题目中给出的电场强度满足库仑定律,我们对E(r) =k/r³进行处理:E(r) = k/r³ = (k/r²)/r = k' / r,其中k' = k/r²为常数。

所以,电场强度E(r)满足库仑定律。

(b) 目标是计算球体表面上的电场强度,即在球体表面上的距离为球体半径R时的电场强度ER。

根据题目给出的电场强度公式E(r) = k/r³,我们可以代入r = R进行计算:ER = k / R³题目二:一条长直导线上均匀地分布着电荷,线密度为λ。

求距离导线d处的电场强度。

解答:根据长直导线的性质,距离导线d处的电场强度E与距离d的关系为:E = 1 / (4πε₀) * λ / d,其中ε₀为真空中的介电常数。

题目三:两个相等的点电荷q1和q2分别位于x轴上的(-a,0)和(a,0)点处,求它们在原点O处产生的电场强度。

解答:由于两个电荷q1和q2都为点电荷,它们在原点O处的电场强度可以通过叠加原理来计算。

先计算电荷q1在原点O处产生的电场强度E1,再计算电荷q2在原点O处产生的电场强度E2,最后将两个电场强度矢量相加即可得到结果。

设电荷q1在原点O处产生的电场强度为E1,电荷q2在原点O处产生的电场强度为E2。

由库仑定律,我们可以得到:E1 = k * q1 / r²,其中r为原点O与电荷q1之间的距离;E2 = k * q2 / r²,其中r为原点O与电荷q2之间的距离。

对于本题所给的坐标系,可以得到:E1 = k * q1 / (a²),其中q1为电荷q1的电荷量;E2 = k * q2 / (a²),其中q2为电荷q2的电荷量。

电场强度的叠加典型例题

电场强度的叠加典型例题

电场强度的叠加典型例题电场强度的叠加是电场叠加原理中的一个重要内容,它是指在同一空间内同时存在多个电荷时,每个电荷所产生的电场强度矢量可以分别求得,然后将它们矢量相加得到总的电场强度。

下面我们通过一些典型例题来详细介绍电场强度的叠加方法。

例题1:求解两个等量异号点电荷的电场强度叠加已知空间中有两个等量异号点电荷,一个正电荷q1=2μC位于坐标原点O,一个负电荷q2=-2μC位于坐标(2,0,0)处。

求点P(3,4,0)处的电场强度。

解析:首先根据库仑定律,可以求得q1点电荷在P点产生的电场强度为E1=k*q1/r1^2,其中k为电场常量,r1为q1到P的距离,即√(3^2+4^2+0^2)=5。

代入数据可得E1=9x10^9*(2x10^-6)/25=1.44x10^3N/C,而E1的方向与P点到q1连线的方向相同。

然后求解q2点电荷在P点产生的电场强度E2,由于电荷q2与P点不共线,需要按照矢量加法规则进行计算。

首先求出r2=q2到P的矢量r2=rP-r2=(3-2,4-0,0-0)=(1,4,0),然后根据库仑定律得到E2=k*q2/r2^2,其中k为电场常量,r2为q2到P的距离,即√(1^2+4^2+0^2)=√17。

代入数据可得E2=9x10^9*(-2x10^-6)/17=-0.949x10^3N/C。

最后,将E1和E2相加,即E=E1+E2=(1.44x10^3+(-0.949x10^3))N/C=0.491x10^3N/C,而E的方向与E1和E2的方向相同,即沿着P点到q1和q2连线的方向。

所以,P点处的电场强度大小为0.491x10^3N/C,方向沿着P点到q1和q2连线的方向。

例题2:求解多个点电荷的电场强度叠加已知空间中有三个等量同号点电荷,分别位于坐标原点O、点A(2,0,0)和点B(0,3,0)处,其电荷量分别为q1=q2=q3=2μC。

求点P(1,1,5)处的电场强度。

高中物理考题精选—电场 电场强度 - 含答案

高中物理考题精选—电场 电场强度 - 含答案

电场电场强度1、如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中正确的是()A.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.点电荷运动在O点时加速度为零,速度达最大值D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零答案 C 解析带等量同种电荷在其中垂线上的电场强度的分布是O处的电场强度为0,无限远处的电场强度也为0,则P点向O点运动的过程中,所受的电场力应该是先变大后变小,故其加速度也应该是先变大后变小,而其速度却一直是在增大的,故A、B错误;电荷运动到O点时,由于该点的电场强度为0,所以加速度也为0,此处速度达到最大,C正确;电荷越过O点后,受力方向与运动方向相反,故电荷做减速运动,加速度也是先变大后变小,故D错误。

2、某静电场的电场线分布,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E,电势分别为φP和φQ,则 ( )QA.E P>E Q,φP>φQB.E P>E Q,φP<φQC.E P<E Q,φP>φQD.E P<E Q,φP<φQ答案 A3、A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示。

则()A.电场力 B.电场强度C.电势 D.电势能答案 AC 解析:A、由速度图象看出,图线的斜率逐渐增大,电子的加速度增大,电子所受电场力增大,则电场力F A<F B.故A正确.B、电子所受电场力增大,场强增大,电场强度E A<E B.故B错误.C、由题,电子静止开始沿电场线从A运动到B,电场力的方向从A到B,电子带负电,则场强方向从B到A,根据顺着电场线电势降低可知,电势U A<U B.故C正确.D、由速度图象看出,电子的速度增大,动能增大,根据能量守恒得知,电子的电势能减小,则电势能E A>E B.故D错误.故选AC4、如图所示,在x轴上关于O点对称的F、G两点有等量异种电荷Q和—Q,一正方形ABCD与xO y在同一平面内,其中心在O点,则下列判断正确的是()A.O点电场强度为零 B.A、C两点电场强度相等C.B、D两点电势相等 D.若将点电荷-q从A点移向C,电势能减小答案 B5、如图所示,在点电荷Q的电场中有a、b两点,两点到点电荷的距离r a<r b。

高中物理每日一点十题之电场强度

高中物理每日一点十题之电场强度

高中物理每日一点十题之电场强度 一知识点电场强度1.定义:放入电场中某点的试探电荷q,所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。

简称场强。

2.定义式:QF E =(适用于一切电场) 3.单位:牛每库(N/C) 或 伏/米(V/m).4.物理意义:描述电场强弱和方向的物理量。

某点的电场强度数值上等于单位正电荷所受的电场力。

5.电场强度的矢量性规定:跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同(跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反);6.注意(1)区分:试探电荷(检验电荷)与场源电荷(源电荷)。

试探电荷要求:电荷量和尺寸必须充分小,可以看成点电荷。

(2)场强相同的条件:大小相等,方向相同。

(3)由电场强度 E= F/q ,可得电场力 F=qE 。

点电荷电场强度 1.表达式:2rQ k E = 2.适用条件:真空、静止、点电荷3.注意:Q :场源电荷; r :电场中的点到场源电荷Q 的距离。

十道练习题(含答案)一、单选题(共7小题)1. 在电场中某点放一检验电荷,其电荷量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=,那么下列说法正确的是( )A. 若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零B. 若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的电场强度就变为C. 若在该点放一个电荷量为-2q的检验电荷,则该点电荷强度大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向D. 若在该点放一个电荷量为-q的检验电荷,则该点电场强度大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的电场强度方向2. 由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点( )A. 电场强度E跟F成正比,跟q成反比B. 无论试探电荷所带的电荷量如何变化,始终不变C. 如果电荷在电场中某点所受的静电力大,则该点的电场强度就强D. 一个小球在P点受到的静电力为0,P点的电场强度一定为03. 在电场中某点放一电荷量为-2.4×10-7 C的负电荷,该电荷受到的电场力为4.8×10-5 N,方向水平向东,则该点的电场强度大小和方向分别为( )A. 2×102 N/C水平向东B. 2×10-2 N/C水平向东C. 2×102 N/C水平向西D. 2×10-2 N/C水平向西4. 下列关于点电荷的场强公式E=k的几种不同的理解,正确的是( )A. 以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的场强相同B. 当r→0时,E→∞;当r→∞时,E→0C. 在点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷QD. 在点电荷Q产生的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比5. 真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( )A. 3∶1B. 1∶3C. 9∶1D. 1∶96. 如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r球面上的三点,电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则( )A. Q带负电B. b、c两点电场强度相同C. a、b两点的电场强度大小之比为4∶1D. 将a处试探电荷电量变为+2q,该处电场强度变为原来两倍a与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角,a、b两点距O点的距离分别为r a、r b,则关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A. E a=E bB. E a=E bC. E a=E bD. E a=3E b二、多选题(共3小题)8. 关于电场,下列说法正确的是( )A. 只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B. 电场不是客观存在的,是人们虚构的C. 电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用D. 电场只能存在于真空中和空气中,不可能存在于物体中9. 如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点.放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示,则( )A. A点的电场强度大小为2×103 N/CB. B点的电场强度大小为2×103 N/CC. 点电荷Q在A、B之间D. 点电荷Q在O、B之间10. 下列关于电场强度的两个表达式E=和E=k的叙述,正确的是( )A. E=是电场强度的定义式,E的大小与F、q没有必然联系B. E=是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量,它适用于任何电场C. E=k是点电荷场强的计算公式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场D. 从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=k,式中k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小1. 【答案】D【解析】电场强度由电场本身的性质决定,与检验电荷无关,若移去检验电荷或改变检验电荷的电荷量,该点的电场强度大小与方向均不变,故D正确.2. 【答案】B【解析】电场强度是表示电场的强弱和方向的物理量,只跟场源电荷有关,跟放入其中的试探电荷无关,E=是电场强度的定义式,不是决定式,选项A、C错误,B正确;不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的电场强度不一定为零,选项D错误.3. 【答案】C【解析】该点的电场强度大小E==2×102 N/C,方向与负电荷受力方向相反,水平向西.故选C.4. 【答案】D【解析】以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的场强大小相等、方向不同,场强是矢量,所以场强不同,故A错误.当r→0时,点电荷的场强公式E=k已经不适用,当r→∞时,E→0,故B错误.在点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向与点电荷Q的性质有关,正点电荷产生的电场中,各点的场强方向是背向点电荷Q,负点电荷产生的电场中,各点的场强方向是指向点电荷Q,故C错误.在点电荷Q产生的电场中,场强为E=k,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比,故D正确.5. 【答案】C【解析】由点电荷产生电场的电场强度公式E=k可知,电场强度大小与该点到场源电荷的距离的二次方成反比,则E A∶E B=r∶r=9∶1,故选项C正确.6. 【答案】C【解析】电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,电场强度方向背离Q,则Q带正电,A错误;根据公式E=k知,b、c两点电场强度大小相同,方向不同,B错误;根据公式E=k,a、b两点与Q距离之比为1∶2,所以a、b两点的电场强度大小之比为4∶1,C正确;场强由电场本身决定,与检验电荷无关,所以a处的试探电荷电量变为2q,该处场强不变,D错误.7. 【答案】D【解析】由题图可知,r b=r a,再由E=可知,==3,D正确.8. 【答案】AC【解析】电荷周围存在着电场,电场对放在其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用是通过电场发生的,A、C正确;电场是一种物质,它与其他物质一样,不依赖于我们的感觉而客观存在,在真空中、导体中都能存在,B、D错误.9. 【答案】AC【解析】在F-q图像中,斜率大小表示电场强度大小.A点,E==N/C=2×103 N/C,A 正确;B点,E′==N/C=5×102 N/C,B错误;由于A点和B点场强方向相反,故Q在A、B之间.C正确,D错误.10. 【答案】ACD【解析】公式E=是电场强度的定义式,是比值定义法,即E的大小与F、q没有必然联系,选项A 正确;公式E=是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电荷量,它适用于任何电场,选项B错误;公式E=k是点电荷场强的计算公式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场,选项C正确;从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=k,式中k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小,选项D正确.。

电场强度习题带答案

电场强度习题带答案

电场强度习题带答案二、电场电场强度电场线练题选择题1.下面关于电场的叙述正确的是 [C]。

只要有电荷存在,其周围就存在电场。

2.下列关于电场强度的叙述正确的是 [A]。

电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力。

3.电场强度的定义式为 E = F/q [B]。

F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量。

4.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则 [D]。

A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关。

5.关于点电荷产生的电场强度,下列说法正确的是 [A]。

当r→0时,E→∞。

6.关于电场线的说法,正确的是 [C]。

电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大。

7.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则 [D]。

不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定。

8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为 [B]。

2kq/r^29.四种电场的电场线如图2所示。

一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大。

则该电荷所在的电场是图中的 [B]。

4×10-8C,它们之间的距离为0.2m,求它们之间的电势差和电场强度大小。

解:首先计算电势差,根据电势差公式:ΔV = V_B - V_A = -∫A→B E·dl其中,E为电场强度,dl为路径微元,积分路径为从A到B。

由于题目中只有两个点电荷,可以采用库仑定律求出电场强度:E = kQ/r^2其中,k为库仑常数,Q为电荷量,r为距离。

在本题中,A、B两点电荷的电场强度大小为:E_A = kQ_B/r^2 = 9×10^9×(-4×10^-8)/(0.2)^2 = -9×10^4N/CE_B = kQ_A/r^2 = 9×10^9×(2×10^-8)/(0.2)^2 = 9×10^4 N/C由于电场强度方向与路径方向相反,所以积分路径应该从B到A,即:ΔV = -∫B→A E·dl = -∫B→A E_B·dl + ∫B→A E_A·dl考虑到路径为直线,可以简化积分:ΔV = -E_B·l + E_A·l = (E_A - E_B)·l代入数值计算,得到:ΔV = (9×10^4 + 9×10^4)×0.2 = 3.6×10^4 V接下来计算电场强度大小,可以用电势差与距离的比值来求:E = ΔV/d = (3.6×10^4)/(0.2) = 1.8×10^5 N/C所以,A、B两点电荷之间的电势差为3.6×10^4 V,电场强度大小为1.8×10^5 N/C。

电场强度计算题

电场强度计算题

11. 如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30º,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点场强的方向与AB 平行,则qA带电,qA:qB= 。

12. 空间有三点A、B和C位于直角三角形的三个顶点,且AB = 4cm,BC = 3cm。

现将点电荷Q A和Q B分别放在A、B两点,测得C点的场强为EC = 10V/m,方向如图所示,求:
(1)Q A和Q B的带电性质;
(2)如果撤掉Q A,C点场强的大小和方向。

22.如图所示,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点,放在匀强电场中,在图示位置处于平衡状态.匀强电场场强的大小为E,方向水平向右,那么小球的带电性质是_______,其带电量________,此时,将细线剪断,小球在电场中的运动轨迹是_________,小球的加速度为_______________.
23. 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。

24. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。

其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问:
(1)小球带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?。

电场强度例题2-高斯定律

电场强度例题2-高斯定律

x
2
x R
2
)1
2
求无限大带电平板的场强
E
dE
0
x 2 rdr 0 4o (x2 R2 )3 2
2 o
讨论:对带电圆板,当 x<< R 时 :
E 2 o
x 0
x2 R2
结论: 当考察电很接近圆板时,可以把带电圆 板近似看作无限大带电平面来处理。
计算其电场强度分布的一般步骤:
①根据带电体的形状选取合适的电荷元dq,写出在场ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 处产生的电场强度dE的矢量式。
②选取适当的坐标系,写出dE的各个分量式。 ③统一积分变量,确定积分上、下限,积分求出电场强度 的各个分量。 ④写出总电场强度的矢量式。
1. 在实际问题中,要注意对称性的应用,根据对称性 可知合成矢量的有的分量等于零,使计算简化。
EB
A
B
平面之外: E外 EA EB 0
应用高斯定理解题思路和方法:
1.考虑对称性:球、轴、面 2.选取高斯面:结合对称,一部分 平行,一部分垂直 • 3.计算自由电荷代数和
例1、均匀带电圆板,半径为R,电荷面密度为。 求轴线上任一点P的电场强度。
解: 利用带电圆环场强公式
dr
E
4 o
qx x2 R2
3/ 2
r
R
dE
Px
dq 2 rdr
dE
x 2 4o x2
rdr R2
3
2
E
dE
x 2 4o x2
rdr R2
3
2
E
R
dE
0
2 o
1
(
1. 闭合曲面2、穿出穿入
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

电场强度典型例题
例1关于电场线,下述说法中正确的是:
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的.
C.电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同.
D.沿电场线方向,场强一定越来越大.
解析:电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的.B选项也是错的,静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向,下一时刻位置应沿切线方向上,可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度大小方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的.正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同,而负电荷所受电场力与该点切线方向相反,选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关,D选项是错的.
本题答案应是:C.
例2正电荷q在电场力作用下由向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下图中的哪一个:( )
解析:带电体在电场中做加速运动,其电场力方向与加速度方向相同,加速度越来越大电荷所受电场力应越来越大,电量不变,电场力,应是E越来越大.电场线描述电场强度分布的方法是,电场线密度越大,表示场强越大,沿PQ方向.电场线密度增大的情况才符合题的条件,应选D.
例3用细线将一质量为m,电荷量为q的小球悬挂在天花板的下面,没空气中存在有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.自由落体运动
B.曲线运动
C.沿悬线的延长线的匀加速运动
D.变加速直线运动
【解析】烧断细线前,小球受竖直向下的重力G,水平方向的电场力F和悬线的拉力T,并处于平衡状态,现烧断细线,拉力T消失,而重力G和电场力F 都没有变化,G和F的合力为恒力,方向沿悬线的延长线方向,所以小球做初速为零的匀加速直线运动.
带电小球的匀强电场中所受的电场力在运动过程中保持不变,初速为零的物体开始运动的方向必沿合外力方向.
正确选项为C.
例4质量为m,电荷量为+q的小球,用一根绝缘细线悬于O点.开始时,它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角均为,如图所示.
(1)如果当它摆动到B点时突然施加一竖直向上的,大小为E=mg/q的匀强电场,则此时线中拉力T1=_________.
(2)如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线中的拉力T2=________.
【解析】(1)因为匀强电场的方向竖直向上,所以电场力
,电场力和重力相平衡,小球到B点时速度为零,因此突然加上电场后使小球在B点保持静止,悬线中的张力T1=0.
(2)小球经C点时具有一定的运动速度,突然加上电场,小球所受的合力即为细线对它的拉力,小球以O为圆心做匀速圆周运动,小球到达C时的速率可由机械能守恒定律得到.
小球到B点时,v B= v C,由牛顿第二定律得.
物体的运动情况由初始条件和受力情况共同决定,尽管加上匀强电场后,电场力总与重力相平衡,但加上匀强电场时小球的速度不同(即初始条件不同),所以运动的情况也不相同.
例5如图所示MN是电场中的一条电场线,一电子从a点运动到b点速度在不断地增大,则下列结论正确的是:
A.该电场是匀强电场.
B.该电场线的方向由N指向M.
C.电子在a处的加速度小于在b处的加速度.
D.因为电子从a到b的轨迹跟MN重合,所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹.
【解析】仅从一根直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场,因为无法确定电场线的疏密程度,该电场可能是匀强电场,可能是正的点电荷形成的电场,也可能是负的点电荷形成的电场,因此不能比较电子在a、b两处所受电场力的大小,即不能比较加速度的大小,但电子从a到b做的是加速运动,表明它所受的电场力方向由M指向见由于负电荷所受的电场力方向跟场强方向相反,所以电场线的方向由N指向M,电场线是为了形象地描述电场而假想的曲线,带电粒子的运动轨迹是真实存在的曲线,两者的重合是在特定条件下才成立的,在一般情况下两者并不重合.例如氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动时,轨迹跟原子核(质子)产生电场的电场线垂直.
正确选项为B.。

相关文档
最新文档