题目内容
【题目】已知均匀带电的球壳在壳内任意一点产生的电场强度均为零,在壳外某点产生的电场强度等同于把壳上电量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度.在真空中现有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球,球心位置O固定,P为球外一点,M为球内一点,如图所示,以无穷远为电势零点,关于P、M两点的电场强度和电势,下列说法中正确的是
A. 若Q不变,P点的位置也不变,而令R变小,则P点的场强不变
B. 若Q不变,P点的位置也不变,而令R变大(P点仍在球外),则P点的电势升高
C. 若Q不变,M点的位置也不变,而令R变小(M点仍在球内),则M点的电势不变
D. 若Q不变,M点的位置也不变,而令R变大,则M点的场强减小
【答案】A
【解析】
若Q不变,P点的位置也不变,属于处于球壳外的某一点,由E=k知,P到Q的距离r不变,无论球半径R怎么变小,P点的电场强度仍不变,故A正确;若Q不变,P点的位置也不变,而令R变大,由于P点的电场强度不变,所以电荷从该点移到电势为零处,电场力做功不变,因而P点的电势不变。故B错误;若Q不变,M点的位置也不变,使令R变小(M点仍在壳内),根据题意可知,M点的电场强度仍为零,因此球壳内的电势处处相等,由于球壳的变小,导致电荷从球壳移到电势为零处电场力做功增加,而球壳的电势比零高,所以球壳处的电势升高,M点的电势升高,故C错误;若Q不变,M点的位置也不变,使令R变大,根据题意可知,M点的电场强度仍为零,不变。故D错误;故选A。
【题目】某班级同学用如图所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。
甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。
(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是(____)
A.轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
B.轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
C.实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
D.实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)四个实验小组选用的小车乙(含加速度传感器)的质量分别为m1=0.5 kg、m2=1.0 kg、m3=1.5 kg和m4=2.0 kg,其中有三个小组已经完成了a-F图像,如图所示。最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图中完成该组的a-F图线_________。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
拉力F(N) | 24.5 | 20.0 | 17.5 | 12.0 | 8.1 | 4.8 |
加速度a(m/s2) | 16.3 | 13.3 | 11.7 | 8.0 | 5.4 | 3.2 |
(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图8的四条图线收集数据,然后作图。请写出具体的做法:
①如何收集数据?______________________________________________;
②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以________为纵轴,以________为横轴。