题目内容

【题目】两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线的中垂线上有ABC三点,如图甲所示。一个电荷量为2×l0-6C、质量为lg的小物块从该水平面内的C点静止释放,其运动的v-t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是:( )

A. B为中垂线上电场强度最大的点,其电场强度E=l×l03Vm

B. CA的过程中,物块的电势能先减小后变大

C. CA的过程中,电势逐渐升高

D. AB两点电势差UAB=-5×103V

【答案】AD

【解析】试题分析: B点处为整条图线切线斜率最大的位置,所以B点的加速度最大,电场力最大。

由图可知:加速度a=2m/s2,由牛顿第二定律 a=E== l×l03Vm,所以A对;

CA的过程中,速度增大,动能增加,电场力做正功,电势能先减小,所以B错;AB为两个等量的正点电荷,其连线中垂线上电场强度方向O→A,由CA的过程中,电势逐渐降低,所以C错;

AB两点电势差UAB=,由动能定理:WAB=-,所以,UAB==-5×103V,所以D

练习册系列答案
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【题目】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为S、长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,一个电子电量为e。该导线通有恒定电流时,导线两端的电势差为U,假设自由电子定向移动的速率均为v

(1)求导线中的电流I

(2)所谓电流做功,实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。为了求解在时间t内电流做功W为多少,小红和小明给出了不同的想法:

小红记得老师上课讲过,W=UIt,因此将第(1)问求出的I的结果代入,就可以得到W的表达式。但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的。小明提出,既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的场强,即,设导体中全部电荷为q后,再求出电场力做的功,将q代换之后,小明没有得出W=UIt的结果。

请问你认为小红和小明谁说的对?若是小红说的对,请给出公式的推导过程;若是小明说的对,请补充完善这个问题中电流做功的求解过程。

(3)为了更好地描述某个小区域的电流分布情况,物理学家引入了电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为j,导线的电阻率为ρ,试证明:

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