题目内容
【题目】在真空中的x轴上的原点和x=6a处分别固定一个点电荷M、N,在x=2a处由静止释放一个正点电荷P,假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动,其速度大小与在x轴上的位置关系如图所示,则下列说法中正确的是
A. 点电荷M、N一定都是正电荷
B. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1
C. 点电荷P的电势能一定是先增大后减小
D. 点电荷P的所受电场力一定先减小后增大
【答案】AD
【解析】由v-x图象可知,点电荷P的速度先增大后减小,所以点电荷P的动能先增大后减小,说明电场力先做正功,后做负功,结合正电荷受到的电场力的方向与场强的方向相同可知,电场强度的方向先沿x轴的正方向,后沿x轴的负方向,根据点电荷的电场线的特点与电场的叠加原理可知,点电荷M、N一定都是正电荷。故A正确;由图可知,在x=4a处点电荷P的速度最大,速度的变化率为0,说明了x=4a处的电场强度等于0.则M与N的点电荷在x=4a处的电场强度大小相等,方向相反,根据库仑定律得:,所以点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4:1.故B错误。点电荷P的动能先增大后减小,由于只有电场力做功,所以点电荷P的电势能一定是先减小后增大。故C错误;由速度关系可知,点电荷的加速度先减小后增加,则所受的电场力一定先减小后增大,选项D正确;故选AD.
【题目】某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图1所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
图1
F(N) | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
l(cm) | l0 | 10.97 | 12.02 | 13.00 | 13.98 | 15.05 |
③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FO O′.
图2
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图2所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB.
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图3坐标纸上画出Fl图线________,根据图线求得l0=________cm.
图3
(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N.
(3)根据给出的标度,在图4中作出FOA和FOB的合力F′的图示_______.
图4
(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.