题目内容

【题目】如图所示,在匀强电场中有一个半径为R=1m的圆,电场方向与圆的平面平行,PO两点间电势差为4V,一个质子在该匀强电场中在仅受电场力作用下运动,从P点运动到Q点且在PQ两点上速度方向与圆的切线一致,速度大小均为PFQE分别为圆的直径。则(

A.质子可能从P点沿圆周运动到Q

B.粒子一定能过F点,且速度为v0

C.该匀强电场的电场强度E=4V/m

D.O点与圆周上电势最低的点电势差为4V

【答案】CD

【解析】

质子在该匀强电场中仅受电场力作用下运动,且在PQ两点上速度方向与圆的切线一致,速度大小相同,说明电场力做功微粒,故PQ的连线为等势面;画出电场线,如图所示

A.电场力为恒力,故质子不可能做匀速圆周运动,是类似斜抛运动,故A错误;

B.在Q点将质点的速度分解为沿场强方向和垂直场方向,沿场强方向做匀加速,垂直场强方向做匀减速,当垂直场强方向速度减为0,此时质子的速度恰好与圆相切,此后以沿场强方向的速度做匀加速直线运动,所以质子不可能到达F点,故B错误;

CPO两点间电势差为4V,则电场强度为

C正确;

DO点与圆周上电势最低的点电势差为

D正确。

故选CD

练习册系列答案
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【题目】某同学利用如图甲装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻 r40 Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最 大阻值为 40 Ω,初始时滑片位于正中间 20 Ω 的位置。打开传感器,将质量 m0.01 kg 的磁铁 置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为 N 极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁 铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差 h0.25 m。计 算机屏幕上显示出如图乙的 UIt 曲线。

1)图乙中坐标表示的物理量 UI 的意义是______,磁铁穿过螺线管的过程中,UI 的峰值 约为 ____W。(保留两位有效数字)

2)磁铁穿过螺线管的过程中,螺线管产生的感应电动势的最大值约为______V。(保留 两位有效数字)

3)图乙中 UI 出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管 内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是_______

A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程

B.如果仅略减小 h,两个峰值都会减小

C.如果仅略减小 h,两个峰值可能会相等

D.如果仅移动滑片,增大滑动变阻器阻值,两个峰值都会增大

4)在磁铁下降 h0.25 m 的过程中,估算重力势能转化为电能的值是_____J,并估算 重力势能转化为电能的效率是______。(用百分比表示,保留两位有效数字)

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