电场典型例题解析

电场典型例题解析,例题一,有质量的物体周围存在着引力场。万在引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场场强的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为M的质点相距r处的引力场场强的表达式为EG=（万有引力恒量用G表示）。,例题分析与解答,设引力场强度为EG，则EG=FG/m,FG=,例题二,传感器是一种采集信息的重要器件，如图为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电流表（零刻度在中央）和电源串联成闭合回路。当压力F作用于可动膜片电极上，膜片产生形变，引起电容的变化，使灵敏电流表指针偏转。在对膜片开始施加恒定压力到膜片稳定之后，灵敏电流表指针偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）（）A向右偏转到某一刻度后回到零刻度B向左偏转到某一刻度后回到零刻度C向右偏转到某一刻度后不动D向左偏转到某一刻度后不动,例题分析与解答,压力出现后电容器两极间距离变小，电容变大，因电压不变，故电量增大，电源给电容器充电，电流计指针向右偏转，充电结束电流计指针归零。正确选项是A。,例题三,一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）AU变小，E不变BE变大，W变大CU变小，W不变DU不变，W不变,例题分析与解答,电容器的带电量不变，正对面积不变，C=S/4kd,C=Q/U=Q/Ed,E=4kQ/S故极间的电场强度不变。U=Ed,d变小，U变小，正电荷的电势能W=Exq,这三个物理量均不变，W不变。正确选项是AC。,例题四,长为L两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑。装有A、B两个带电小球，质量、电量分别为m、3q和3m、q，管竖直时，A球在底部，B球恰在管中央；若将管倒置两球平衡时，B球对管底的压力为，A、B两球之间的距离为。,例题分析与解答,本题示意图如右,在右示甲图中研究B,在右示乙图中研究A，,再在乙图中研究A和B组成的整体,N=4mg。,例题五,如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后沿中心线射入电势差为U2的平行金属板间的电场中，在满足了电子能射出平行板区域的条件下，一定能使电子的偏转角变大的情况是（）AU1变大，U2变大BU1变小，U2变大CU1变大，U2变小DU1变小，U2变小,例题分析与解答,在电子能穿出电场的条件下t=L/V0，,在加速电场中,在偏转电场中,，正确选项是B。,例题六,如图所示，两平行金属板MN间距为d，板上有两个正对的小孔A、B，在两板间加如图电压，最大值为U0，在t=0时，N板为高电势。这时有质量为M，带电量为q的正离子，经U=U0/3的电压加速后从A孔射入两板间，经过两个周期后恰从B孔射出（不计重力），求交变电压的周期T。,例题分析与解答,正离子在A处的初速度V0=,用V-t图象表示离子的运动情况十分直观（见下图）。,在半个周期内离子的位移,S1=（V0+V1）/2T/2=（V0+V1）T/4，,两个周期的位移S=（V0+V1）T=d。,V1=V0-U0qT/2dm。,第二个解的物理意义是V1与V0的方向相反,例题七,如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子，仅受电场力作用，以恒定的速率v沿一圆弧做圆周运动，从圆周上A点到B点速度方向改变了角，A、B两点间弧长为S，求：A、B两点处的场强的大小及A、B两点间的电势差,例题分析与解答,既然带电粒子以恒定不变的速率沿圆弧运动，又仅受电场力作用，那么带电粒子一定处于点电荷的电场中，且带电粒子在以点电荷为圆心的圆上运动根据牛顿运动定律和圆周运动规律，由电场力提供向心力,S=r,由动能定理知A、B两点间的电势差为零（带电粒子只有在点电荷电场中才可能做匀速圆周运动）,思考：还有没有别的措施可满足这样的条件？,作业1,关于静电场的以下说法在正确的是（）A沿电场线方向各点的电势不可能相同B沿电场线方向各点的电场强度一定是减小的C等势面上各点的电场强度不可能相同D等势面上各点的电场强度方向一定垂直该等势面,A,D,作业2,两个相同的金属小球，各自带电后相距r时相互作用力的大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力的大小仍为F，则两球原来所带电荷（）A可能是等量的同种电荷B可能是不等量的同种电荷C可能是不等量的异种电荷D.不可能是异种电荷,A,q1q2=qs2,2qs=q1-q2,C,作业3,如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使静电计指针张角增大（）A使A、B两板靠近一些B使A、B两板正对面积错开一些C断开S后使B板向右平移拉开一些D断开S后使A、B两板正对面积错开一些,C=Q/U,S闭合U不变,S断开Q不变。,C,D,作业4,图中所示是一平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电。现将一个试探电荷q由极板间的A点移到B点，A、B两点间距离为S，连线AB与板间的夹角为30，则电场力对试探电荷q所做的功等于（）AqCs/QdBqQs/CdCqQS/2CdDqCS/2Qd,C,作业5,如图，a、b竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点时恰好速度为零，下列说法正确的是（）A带电质点在a、b两点所受电场力都是竖直向上的Ba点电势比b点电势高C带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小Da点的场强比b点的场强大,B,mg,Eaqmg,mg,Ebqmg,A,D,作业6,如图所示，a、b、c、d是正方形，将一负电荷q从a点移到b点时，需克服电场力做功W，若将同一负电荷q从a点移到d点也需克服电场力做功W，则关于此空间存在的电场可能是（）A方向由a指向c的匀强电场B方向由b指向d的匀强电场C处于c点的正点电荷产生的电场D处于c点的负点电荷产生的电场,b、d两点电势相等,A,D,作业7,如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。（1）如q2为正电荷，则q1为电荷，q3为电荷。（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是：。,负,负,1,作业8,如图所示，质量为m=1.010-2kg的带电小球，以1ms的速度射向匀强电场中已知v0的方向与水平成=45角，电场中相邻的两等势面间距为1cm求(1)使小球在电场中作直线运动时所带电量q；(2)沿直线运动所经过的最大距离,解答,欲使小球作直线运动，即沿v0方向运动其所受合外力方向只能与v0方向共线重力向下电场力必向左所以小球带正电荷，如图所示可得,Eq=mg,E=U/d,q=1.010-5(C),设最大位移为s，根据动能定理,-2as=0-V02,作业9,解答,由动能定理,作业10,匀强电场的场强大小E2.0103V/m，方向水平，电场中有两个带电质点A、B，它们的质量均为m1.010-5kg，质点A带负电，质点B带正电，电量皆为q1.010-9C，两质点位于同一等势面上，当A以初速度vA2.0m/s，B以初速度vB1.2m/s均沿电场方向，同时开始沿同一直线运动，则以后的运动过程中（不计重力）。（1）经过多少时间两质点再次位于同一等势面上。（2）两质点再次位于同一等势面之前它们的最大距离是多少？,解答,(1)据题意B作匀加速运动A作匀减速运动再次相遇时有1.2t+at2/2=2t-at2/2,a=0.2m/s2t=4s.(2)速度相等时两质点间距离最大2-at2=1.2+at2,t2=2sSm=SA-SB=0.8m,作业11,如图1所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图2所示的随时间t变化的电压。在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰，求图2中U改