题目内容

如图所示是一带正电质点仅在静电力作用下从A点运动到B点的v-t图象,由此可知
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分析:从图象可以看出,粒子做的是匀加速直线运动,可得出受到的电场力不变的结论,由电场力没有发生变化,可得出AB两点的电场相同的结论;由A到B的过程中,动能增加,势能减少,所以可判断出粒子在AB两点的电势能大小,从而由粒子带正电可判断出A、B两点的电势情况.
解答:解:A、由速度--时间图象可看出,带正电的粒子的速度增加时均匀的,所做的是匀加速直线运动,故A正确.
B、质点的加速度不变,所以受到的合外力不变,因只受电场力的作用,故其电场力不变,所以电场强度不变,该质点所处电场一定是匀强电场,故B错误.
C、v-t图象的斜率等于加速度,斜率不变,说明质点的加速度不变,则知该质点通过A、B点的加速度相等,故C错误.
D、由A到B的过程中,速度越来越大,说明是电场力做正功,电势能转化为动能,由功能关系可知,此过程中电势能减少,正电荷在A点是电势能大于在B时的电势能,所以A点的电势高于B点的电势,故D正确.
故选:AD.
点评:本题首先匀变速直线运动的v-t图线是倾斜的直线,斜率表示加速度,再判断电场力、场强和电势的关系.分析电场力做功与电势能的关系,要掌握:电场力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力做功的数值.这常是判断电荷电势能如何变化的依据.
练习册系列答案
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(14分)

 

(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M

(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的质M。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)

【解析】:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有

                            ①

    于是有                           ②

即                                ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得

                                ④

解得     M=6×1024kg                         ⑤

M=5×1024kg也算对)

23.【题文】(16分)

     如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。

(1)求电场强度的大小和方向。

(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。

(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。

 

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