如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=
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如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=
题型:奉贤区二模
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如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=-5×10
-4
C的点电荷(其对匀强电场的影响可忽略不计);当把一个质量m=3g、电量为q=+2×10
-10
C的带电小球放在圆周的a点时(O、a连线水平),它恰能静止不动.由此可知,匀强电场的电场线跟Oa线的
夹角α=______;若再施加一个力F,将带电小球从a点缓慢移动到圆周上的最高点b,则力F需做功______J.
答案
带电小球放在圆周的a点时受力情况如图,由平衡条件得知:重力与库仑力的合力与电场力qE等值反向,则有
tanα=
mg
F
库
而
F
库
=k
Qq
R
2
=9×10
9
×
5×1
0
-4
×2×1
0
-10
0.
1
2
N=0.09N
mg=3×10
-3
×10N=0.03N
解得,tanα=
1
3
,则得α=arctan
1
3
,qEsinα=mg,qEcosα=F
库
小球带负电,电场力与电场强度方向相反,则匀强电场的电场线跟Oa线的夹角α=arctan
1
3
.
将带电小球从a点缓慢移动到圆周上的最高点b,库仑力不做功,根据动能定理得
W-mgR+qERsinα+qERcosα=0
代入解得,外力F做功W=9×10
-3
J
故答案为:arctan
1
3
,9×10
-3
J.
举一反三
、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v
0
由M匀速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为L,则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势线.
(2)MN两点的电势差为多少?
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等势面?若能,回到则此过程小球的动能变化量为多少?
MNFθ
题型:崇明县二模
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如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷(电荷的正负图中已标注),则图中a,b两点电场强度和电势均相同的是( )
A.
B.
C.
D.
题型:湖北模拟
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如图所示,场强为E的匀强电场中有A、B、C三点,三点组成一个等边三角形,边长为0.1m,底边AC和电场线的方向平行.现把电量为2×10
-8
C的负电荷从A点移到B点,克服电场力做功4×10
-5
J,则E的大小为______N/C,如把负电荷从C点移到A点,负电荷的电势能将______.(选填“增大”、“减小”或“不变”)
题型:不详
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如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A、B、C三点的电势分别为1V、2V、4V.则下列说法中正确的是( )
A.D、E、F三点的电势分别为4V、2V、1V
B.电荷量为2×10
-8
C的正点电荷在D点的电势能为1.0×10
-7
J
C.由C指向A的直线是匀强电场的场强方向
D.BE两点电势相等
题型:不详
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真空中有一立方体空间如图,在黑点处固定有电荷量均为q的点电荷,则四幅图中a、b两点电场强度和电势均相同的是( )
A.
B.
C.
D.
题型:盐城三模
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