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1、1、如图所示,已知ACBC,ABC=60,BC=20cm,A、B、C三点都在匀强电场中,把一个电量=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为10-3J,试计算:(1)AC间的电势差?(2)若规定B点电势为零,则C点的电势为多少?(3)匀强电场的场强大小及方向?【答案】(1)(2)(3),场强方向垂直AB连线指向右下方,2、(10分)如下图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,把电荷量q21010C的点电荷由A点移动到B点,电场力做功4.8108J,再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8108J,取B点的电势为零,求A、C两点的电势及匀强电场的场强方向
2、【答案】电场的场强方向垂直于AC,指向左上方3、在匀强电场中,将一电荷量为210-5C的负电荷(仅受电场力作用)由A点移动到B点,其电势能增加了0.1J,已知A,B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成600角,如图所示,求:(1)电荷由A移到B的过程中,电场力做的功W(2)A,B两点间的电势差为UAB(3)该匀强电场的场强E【答案】(1)W=-0.1J,(2)UAB=5000V(3)E=5105V/m4、真空中存在空间范围足够大的水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m=0.1kg、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37。现将该小球从电场中某点以初速度v0=10m/
3、s竖直向上抛出,(取sin370.6,cos37=0.8 ,g=10m/s2)求运动过程中:(1)小球受到的电场力的大小及方向;(2)小球从抛出点至最高点的过程中水平位移为多大?(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量。【答案】(1)0.75N; 方向:水平向右;(2)3.75m;(3)2.81J5、如图所示,在水平方向的匀强电场中,一电场线上有相距6cm的A、B两点,且UAB=150V,求:(1)电场强度的大小和方向;(2)电场中A、C两点相距14cm,A、C两点连线与电场线方向成37夹角,则C点与A点的电势差UCA为多少?(sin37=0.6 cos37=0.8)【答案】(1)25
4、00V/m,向右(2)-280V6、如图所示。处于匀强电场中的直角三角形的BC边长为1Cm,BAC=300,电场的场强方向平行于三角形所在的平面。已知A、B、C三点的电势分别为2010V、20+10V和20V。则该电场的场强大小为V/m,方向为。【答案】,做AB线的中点D,电场方向垂直CD向下7、(13分)如图所示,质量为m的带电小球用长为L的绝缘细线(不可伸长)悬挂于O点,并处在场强为E、水平向左的匀强电场中,球静止时丝线与竖直方向的夹角为=370现将小球拉至虚线所示位置(细线水平拉直,与O点相同高度)后从静止开始释放,则:(1)小球带何种电荷,电量是多少?(2)求小球摆动到最低点时速度v的
5、大小和细线所受拉力FT的大小【答案】(1)(2)8、(8分)如图所示,ABCD为一个正方形,匀强电场与这个正方形所在平面平行,把一个电量为的负电荷从A点移到B点,电场力做功;把一个电量为的正电荷从B点移到C点,克服电场力做功,设A点电势为零,求:(1)B、C两点的电势;(2)把电量为q2的正电荷从C点移到D点电场力做的功。【答案】(1)10V 12V(2)9、(8分) 如图所示,在匀强电场中,电荷量q5.01010C的负电荷,由a点移到b点和由a点移到c点,静电力做功都是4.0108J已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab20 cm,a37,c90,(sin37=0.6 cos37=0.
6、8)求:(1)a、b两点的电势差;(2)匀强电场的场强大小和方向【答案】(1)80V (2)500V/m 方向沿ac由c指向a10、(10分)如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m,电荷量均为Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们之间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数均为,求:(1)A受的摩擦力为多大?(2)如果将A的电荷量增至4Q,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了多远距离?【答案】(1)(2)11、(8分)如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,ab与电场线平行,且a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm。将一个带电荷量为210-8C 的电荷从a点移到b点
7、时,需克服电场力做功为410-6J。求:(1)匀强电场的电场强度的大小;(2)将此电荷从b点移到c点时电场力做功;(3)a、c间电势差。【答案】(1);(2);(3)12、如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离,bc间距离,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60角一个所带电量的负电荷从a点移到b点克服电场力做功求:(1)匀强电场的电场强度;(2)电荷从b点移到c点,电场力所做的功;(3)a、c两点间的电势差【答案】(1)375N/C (2)W(3)13、图所示,在匀强电场中,电量q = 5.01010C的正电荷,分别在平行于电场方向的平面内由A点运动到B点和由A点运动到C点,电场
8、力做的功都为3.0108J已知ABC中,A=37,C=90,AB=20cm( cos37 = 0.8,sin37 = 0.6 ) 求 A、B两点间的电势差Uab; 匀强电场场强E的大小和方向【答案】(1)60v (2)375v/m,沿AC方向14、如图,绝缘的光滑圆弧曲面固定在竖直平面内,B为曲面最低点曲面上的A点与曲面圆心O的连线与竖直方向成夹角=37曲面所在区域和B点左下方的区域内都存在电场强度大小都为E的匀强电场,方向分别是水平向右和竖直向上开始时有一质量为m的带电小球处于A点恰好保持静止此后将曲面内的电场撤去,小球沿曲面下滑至B点时以大小为v0的速度水平抛出,最后落在电场内地面的P点,
9、P点与B点间的水平距离为L 已知tan37=0.75,重力加速度为g,求:(1)小球的带电性及电荷量q(2)小球运动到P点瞬间的速度vP的大小【答案】(1)(2)15、(10分)如图所示,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势E=6V,内阻r=0.5,定值电阻R0=11.5,其它电阻均不计。求:(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,大小为B=2T,此时导体棒静止不动,导轨与导体棒间的摩擦力为多大?(2)若磁场大小不变,方向与导轨平面成角(仍与导体棒垂直),此时导体棒所受的摩擦力多大?【答案】(1)(2)16、(8分)如图所示,在与水平方向成角的光滑金属导轨间连一电源
10、,在相距L的平行导轨上放一质量为m的金属棒ab,棒上通过的电流为I,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,则:(1)匀强磁场的磁感强度为多大?(2)欲使导体棒静止在导轨上,求外加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向。【答案】(1) (2),方向垂直于斜面向上17、如图所示,在倾角30的斜面上,固定一金属框,宽l0.25 m,接入电动势E12 V、内阻不计的电池垂直框面放置一根质量m0.2 kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数,整个装置放在磁感应强度B0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与金属棒的电阻不计,g取10 m/
11、s2)【答案】18、(12分)如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab静止在斜面上。求:(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度的大小方向如何?【答案】(1);(2)方向垂直于斜面向上;19、(9分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如图所示,问:(1)当ab棒静止时,
12、受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零, B的大小至少为多少?此时B的方向如何?【答案】(1) Nmg,f(2) Bmin水平向右20、(9分)如图所示,导体杆质量为,电阻为,放在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上,导轨间距为,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为,电源的内阻不计,重力加速度为。求:(1)若导体光滑时,电源的电动势为多大能使导体杆静止在导轨上;(2)若导体杆与导轨间的动摩擦因数为,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使杆在导轨上匀速下滑,电源的电动势应为多大。【答案】(1);(2);21、重为G=0.1N的金属棒ab
13、,放在光滑的平行金属导轨上,如图所示,轨道间距为L=0.5m,所在平面与水平面的夹角为30,匀强磁场垂直于轨道平面向上,电源电动势E=3V,金属棒电阻R=6,其余电阻不计,若金属棒恰好静止,求:(1)金属棒所受安培力的方向;(2)磁感应强度的大小。【答案】(1)沿导轨平面向上(2)0.2T22、(8分)如图,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,一倾角为的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。求:(1)匀强磁场的磁感应强度大小;(2)导体棒对斜面的压力大小。【答案】(1)(2)23、如图所示,质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上,导轨宽度为L,导体棒离开左侧连接电源的导线距离为d
14、,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余部分与接触电阻不计。磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为,磁感应强度为B,求:(1)导体棒和电源围成的回路的磁通量的大小(2)轨道对导体棒的支持力和摩擦力。【答案】(1)=BdLsin;(2)f=BLEsin/(R+r);FN=mg- BLEcos/(R+r)24、(10分)如图所示,通电金属杆ab质量m=12g,电阻R=1.5,水平地放置在倾角=300的光滑金属导轨上。导轨宽度,导轨电阻、导轨与金属杆的接触电阻忽略不计,电源内阻r=0.5。匀强磁场的方向竖直向上,磁感应强度B=0.2T。g=10若金属棒ab恰能保持静止,求:(1)金属杆ab受到的安培力大小;(2)电源的电动势大小E。【答案】(1)(2) E=4.0V25、质量为m0.02 kg的通电细杆AB置于倾角为37的平行放置的导轨上,导轨的宽度L0.2 m,杆AB与导轨间的动摩擦因数0.4,磁感应强度B2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示电池内阻不计,电阻R16,AB棒电阻r =4试求出为使杆AB静止不动,电池电动势的范围应是多少?(sin37=0.6 cos37=0.8)【答案】电池电动势的范围应是2.8V-9.2V