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静电场可以用电场线和等势面形象描述。 (1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出...

静电场可以用电场线和等势面形象描述。

1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式;

2)点电荷Q的电场线和等势面分布如图所示,等势面S1S2到点电荷的距离分别为r1r2

a.计算等势面S1S2处的电场强度大小E1E2

b.电场线的疏密反映空间区域电场强度的大小,若点电荷Q发出的电场线数量为N,计算S1S2上单位面积通过的电场线条数之比

c.因为电场线的疏密反映空间区域电场强度的大小,小明发现穿过等势面S1S2的电场线数量相等,猜测图中电场强度E与等势面S1S2面积的乘积相等,请论述小明的猜测是否合理。

 

(1);(2)a.,;b.; c.小明的猜测合理。 【解析】 (1)在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷,检验电荷受到的电场力为: , 根据电场强度的定义可得: , (2)a.等势面S1处的电场强度大小E1为: , 等势面S2处的电场强度大小E2为: ; b.穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比为: ; c.按照小明的猜想有: , 根据(2)问可知: , 联立可得: , 由于N1、N2为S1、S2上单位面积通过的电场线条数,且穿过等势面S1、S2的电场线数量相等,所以有: , 所以小明的猜测合理。  
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考点分析:
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如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出打在距离偏转板右侧为S的竖直屏幕上。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U1;偏转电场极板间电压为U2,极板长度为L,板间距为d

1)忽略电子所受重力,求电子从电场射出后打在竖直屏幕上的竖直偏转距离y

2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用提供的偏转场的数据计算偏转场中重力与电场力的倍数关系,说明在偏转场中忽略重力的原因。提供数据:U2=2.0×102Vd=4.0×10-2mm=9.1×10-31kge=1.6×10-19Cg=10m/s2

 

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如图所示,通电导体棒ab静止在倾角为θ的光滑斜面上,导体棒ab质量为m、长为L,通以图示方向的电流,电流强度均为I

1)如图甲匀强磁场方向垂直于斜面向上,则磁场磁感应强度B1为多大;

2)如图乙匀强磁场方向竖直向上,则磁感应强度B2为多大;

3)如图丙匀强磁场方向平行地面水平向左,则磁感应强度B3为多大;

 

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如图所示的匀强电场,电场强度E=2×104N/C.一电荷量q=+1×10-8C的点电荷从电场中的A点移动到B点,AB之间的距离x=0.2mAB连线与电场线夹角为60°.求:

1)点电荷所受电场力F的大小与方向;

2)电场力对点电荷所做的功W与点电荷电势能的变化量Ep

3AB之间的电势差UAB

 

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图是示波管的原理图。它由电子枪、偏转电极(XX´YY´)、荧光屏组成。管内抽成真空。给电子枪通电后,如果在偏转电极XX´YY´上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点,在那里产生一个亮斑。下列说法正确的是

①要想让亮斑沿OY向上移动,需在偏转电极YY´上加电压,且Y´Y电势高

②要想让亮斑移到荧光屏的右上方,需在偏转电极XX´YY´上加电压,且XX´电势高、YY´电势高、

③要想在荧光屏上出现一条水平亮线,需在偏转电极XX´上加特定的周期性变化的电压(扫描电压)

④要想在荧光屏上出现一条正弦曲线,需在偏转电极XX´上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY´上加按正弦规律变化的电压

A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③④

 

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有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图所示.若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,粒子沿x轴运动,电场中PQ两点的坐标分别为1mm4mm.下列说法正确的是(

A.粒子经过P点和Q点时,加速度大小相等、方向相反

B.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等

C.粒子经过P点与Q点时,动能相等

D.粒子在P点的电势能为正值

 

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