题目内容
15.如图所示,一个电量为+Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点,另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,AB间距离为L,则( )A. | 点电荷甲在B点产生的场强为$\frac{μmg}{q}$ | |
B. | 点电荷乙在从A到B的过程中做匀减速运动 | |
C. | 从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2 | |
D. | 从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02 |
分析 本题首先要正确分析物体受力特点,明确力和运动的关系,在本题中注意滑动摩擦力的大小方向不变,两球靠近过程中库仑力逐渐增大,小球先减速后加速,根据牛顿第二定律和功能关系分析.
解答 解:A、由题意,乙先减速运动后做加速运动,乙到达B点时速度最小,此时乙的合力为零,有:μmg=qE,解得点电荷甲在B点产生的场强为 E=$\frac{μmg}{q}$.故A正确.
B、点电荷乙所受的滑动摩擦力大小和方向均不变,两电荷在靠近过程中库仑力逐渐增大,小球在运动到B点之前,有μmg-F库=ma,因此乙的加速度逐渐减小,做变减速运动,故B错误.
CD、从A到B的过程中,对乙电荷,根据动能定理得:W-μmgL=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,则得电场力对点电荷乙做的功为 W=W=μmgL+$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02,故C错误,D正确.
故选:AD
点评 正确分析乙的受力情况,判断其运动情况是解答本题的关键,要注意库仑力是变化的,乙不可能做匀变速运动.
练习册系列答案
相关题目
8.两个相同的金属小球带同种电荷,固定在一定得距离上,现把它们相碰后放置在原处,则它们之间的库伦力与原来的相比将( )
A. | 变小 | B. | 变大 | ||
C. | 不变 | D. | 以上情况均有可能 |
9.物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清.他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=$\sqrt{PR}$=$\sqrt{0.75×2}$ V=1.22V.他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的U-I图线,进而分析灯泡的额定电压.
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)
(1)在如图1所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择A2(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择R1(填“R1”或“R2”).
(2)在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.
请你根据表中实验数据在如图2中作出灯泡的U-I图线.
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为2.5V;这一结果大于1.23V,其原因是灯泡电阻随温度升高而变大.
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)
(1)在如图1所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择A2(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择R1(填“R1”或“R2”).
(2)在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为2.5V;这一结果大于1.23V,其原因是灯泡电阻随温度升高而变大.
3.如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线.两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为W1和W2,
a、c两点的电场强度大小分别为E1和E2,则( )
a、c两点的电场强度大小分别为E1和E2,则( )
A. | W1=W2,E1>E2 | B. | W1=W2,E1<E2 | C. | W1≠W2,E1>E2 | D. | W1≠W2,E1<E2 |
7.在静电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5eV(1eV=1.6×10-19 J),则以下说法中正确的是( )
A. | 电场强度的方向一定由b沿直线指向a | |
B. | a、b两点间电势差Uab=5 V | |
C. | 电子的电势能减少5eV | |
D. | 电子的动能减少5J |
4.当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )
A. | 正电荷 | B. | 负电荷 | C. | 接触起电 | D. | 感应起电 |
5.如图所示,光滑水平平台与斜面连接处为O点,平台左侧有一固定挡板,挡板右侧固定一轻质弹簧,用质量为m的物块从弹簧的右侧压缩弹簧后释放物块,物块被弹出并落到斜面上的A点;再次用该物块压缩弹簧到某一位置并释放,物块刚好落在斜面上的B点.已知LOB=2LOA确的是( )
A. | 物块两次被弹出后到达O点时的速度之比为v1:v2=1:2 | |
B. | 物块两次落到斜面时的速度方向相同 | |
C. | 从开始释放至落到斜面之前,物块的机械能守恒 | |
D. | 物块两次落到斜面前瞬间所受重力的功率之比为P1:P2=1:$\sqrt{2}$ |