题目内容

【题目】如图所示,空间中存在着由一固定的负点电荷Q(图中未画出)产生的电场。另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动,在M点的速度大小为v0,方向沿MP方向,到达N点时速度大小为v,且v< v0,则

A. Q一定在虚线MP下方

B. M点的电势比N点的电势高

C. qM点的电势能比在N点的电势能小

D. qM点的加速度比在N点的加速度小

【答案】C

【解析】A、场源电荷带负电,检验电荷带正电,它们之间是吸引力,而曲线运动合力指向曲线的内侧,Q应该在轨迹的内侧,故A

B、试探电荷从MN速度减小,说明M点离场源电荷较近,越靠近场源电荷电势越低,所以M点的电势比N点的电势低,故B错误

C、只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,N点动能小,故在N点电势能大,C正确

D、离场源电荷越近,场强越大,加速度越大,所以qM点的加速度比在N点的加速度大,故D错误

故选C

练习册系列答案
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【题目】某游乐园入口旁有一鲸鱼喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的玩偶模型托起,悬停在空中,伴随着音乐旋律,玩偶模型能够上下运动,非常引人驻足,如图所示。这一景观可做如下简化,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部。水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开。已知玩偶模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。

1)试计算玩偶模型在空中悬停时,水对冲浪板的冲击力大小和喷泉单位时间内喷出的水的质量;

2)实际上当我们仔细观察发现喷出的水柱在空中上升阶段并不是粗细均匀的,而是在竖直方向上一端粗一端细,请你分析上升阶段的水柱是上端较粗还是下端较粗,并说明水柱呈现该形态的原因。

3由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短,因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力作用。求玩偶在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。

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