题目内容
19.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )A. | 电势能增加 | B. | 机械能不变 | ||
C. | 动能和电势能之和增加 | D. | 重力势能和电势能之和减少 |
分析 根据图中的运动轨迹情况,可以判断出重力和电场力的大小关系,然后根据功能关系求解即可.
解答 解:A、油滴受到的重力竖直向下,油滴向上运动,说明油滴受到的电场力向上,并且电场力大于重力,油滴向上运动,电场力做正功,电势能减小,故A错误;
B、电场力对油滴做正功,油滴的机械能增加,故B错误;
C、根据功能关系可知,在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功,因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变,从a到b的运动过程中重力做负功,重力势能增加,因此动能和电势能之和减小,故C错误.
D、根据功能关系可知,在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功,因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变,因该过程中动能增加,因此重力势能和电势能之和减小,故D正确;
故选:D.
点评 本题在电场和重力场的复合场中重点考察带电小球的功能关系转化.在学习过程中要明确各种功能关系是解这类问题的关键.
练习册系列答案
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5.以无穷远处的电势为零,在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用$ϕ=\frac{kq}{r}$计算,式中r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量.两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点,如图所示.现将一质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷+Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点,质子从A移到C的过程中电势能的变化情况为( )
A. | 增加$\frac{2kQe}{{{L^2}-{R^2}}}$ | B. | 增加$\frac{2kQeR}{{{L^2}-{R^2}}}$ | ||
C. | 减少$\frac{2kQeR}{{{L^2}+{R^2}}}$ | D. | 减少$\frac{2kQe}{{{L^2}+{R^2}}}$ |
14.如图所示,质量为m1,长度为l的导体棒ab横放在相距为l的U型金属框架上,电阻R串联在MN上,框架质量为m2,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数为μ,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量为m0的重物,通过细线与ab垂直相连,ab从静止开始无摩擦地运动始终与MM′、NN′保持良好接触,设框架和桌面足够长,且二者之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计框架和导体棒的电阻( )
A. | U型金属框架一定能滑动 | |
B. | U型金属框架一定不能滑动 | |
C. | 若U型金属框架能滑动,则恰好能滑动时,棒ab的速度为$\frac{{μ(m}_{1}{+}_{{m}_{2}})gR}{B^2l^2}$ | |
D. | 若U型金属框架不能滑动,棒ab的最终速度为$\frac{{(m}_{0}{+}_{{m}_{1})}gR}{B^2l^2}$ |
4.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称轴上的两点,下列说法正确的是( )
A. | M点场强一定大于N点场强 | |
B. | M点电势一定高于N点电势 | |
C. | 电子在M点的电势能大于在N点的电势能 | |
D. | 将正电荷从M点移动到N点,静电力做正功 |
11.如图所示,质量为M的直角劈B放在水平面上,在劈的斜面上放一质量为m的物体A,用一沿斜面向上的力F作用于A上,使其沿斜面匀速上滑,在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止,则关于地面对劈的摩擦力Ff及支持力FN,下列说法正确的是( )
A. | Ff向右,FN<Mg+mg | B. | Ff向左,FN<Mg+mg | C. | Ff=0,FN=Mg+mg | D. | Ff向左,FN=Mg+mg |
8.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )
A. | 2:1 | B. | 1:2 | C. | 1:$\sqrt{3}$ | D. | 1:15 |