题目内容

【题目】如图所示,匀强电场电场线与AC平行,把108 C的负电荷从A点移到B点,静电力做功6×108 J,AB6 cm,ABAC60°角.

(1)求场强的大小和方向;

(2)B处电势为1 V,则A处电势为多少?电子在A处电势能为多少?

【答案】(1)200V/m 沿电场线向下(2)-5V,5eV

【解析】

(1)将负电荷从A移至B,静电力做正功,所以所受静电力方向由AC,又因为是负电荷,场强方向与负电荷受静电力方向相反,所以场强方向应为CA方向.

BAC作垂线交ACD点,DB在同一等势面上,由W=qU,得UAB==-6V;UDA=UBA=6V
沿场强方向A、D两点距离为d=ABcos60°=0.03m
E==200V/m
(2)UABAB=-6V ,因φB=1V,φA=-5V
电子在A点的电势能Ep=-eφA=5eV

练习册系列答案
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【题目】如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:

先安装好实验装置,在地上铺一张白纸, 白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、NO点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.小球1质量应大于小球2的质量

(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________

A.A、B两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2

D.小球1和小球2的半径r

(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为L1,L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示)。

【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重锤的质量;

D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是________(填写选项对应的字母).

(2)如图所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为ABCDEF,量出各点与O点的距离分别为h1h2h3h4h5h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为________,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________

(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______(填大于小于)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出(2)问中纸带各点对应的速度,分别记为v1v6, 并作vn2hn图象,如图所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为________

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