题目内容

【题目】如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为106C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了105J,已知A点的电势为﹣10V,则以下判断正确的是( )

A. 微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示

B. 微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示

C. B点电场强度为零

D. B点电势为﹣20V

【答案】A

【解析】试题分析:带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了105J,说明电场力做负功,可分析出电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,可知其轨迹为1,还可判断出电场线的方向.根据动能定理求出AB间的电势差,由UABA﹣φB,可求出B点的电势.

解:AB、由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了105J,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左.

根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示.故A正确,B错误.

CD、根据动能定理得:qUAB=△Ek,得AB间的电势差 UAB==﹣V=﹣10V,又UABA﹣φBφA=﹣10V,则B的电势为 φB=0.场强与电势无关,B点的电场强度不为0,故CD错误.

故选:A

练习册系列答案
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【题目】类比法经常用到科学研究中。科学家在探索未知领域的规律时,常常将在未知新领域实验中得到的测量结果和实验现象与已知的物理规律作类比,从而推测出未知领域可能存在的规律。然后再通过实验进行检验,以确定类比得到的结论是否正确。

经典物理告诉我们,若规定相距无穷远时引力势能为0,则两个质点间引力势能的表达式为其中G为引力常量,m1m2为两个质点的质量,r为两个质点间的距离。

1)把电荷之间相互作用的力及电势能与万有引力及引力势能作类比,我们可以联想到电荷之间相互作用的力及电势能的规律。在真空中有带电荷量分别为+q1-q2的两个点电荷,若取它们相距无穷远时电势能为零,已知静电力常量为k,请写出当它们之间的距离为r时相互作用的电势能的表达式。

2)科学家在研究顶夸克性质的过程中,发现了正反顶夸克之间的强相互作用势能也有与引力势能类似的规律,根据实验测定,正反顶夸克之间的强相互作用势能可表示为,其中A是已知数值为正的常量,r为正反顶夸克间的距离。请根据上述信息,推测正反顶夸克之间强相互作用力大小的表达式(用Ar表示)。

3)如果正反顶夸克在彼此间相互作用下绕它们连线的中点做稳定的匀速圆周运动,若正反顶夸克系统做匀速圆周运动的周期比正反顶夸克本身的寿命小得多,则一对正反顶夸克可视为一个处于束缚状态的系统。已知正反顶夸克质量都是m(不考虑相对论效应),根据玻尔理论,如果正反顶夸克粒子系统处于束缚态,正反顶夸克粒子系统必须像氢原子一样满足的量子化条件为: 式中n称为量子数,可取整数值123h为普朗克常量,rn为系统处于量子数为n的状态时正反顶夸克之间的距离,vn是系统处于该状态时正反顶夸克做圆周运动的速率。

若实验测得正反顶夸克的寿命为τ=0.40×10-24s,并且已知组合常数,其中A为(2)中的常数。根据已知条件在以上模型中通过计算判断,正反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统?

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