题目内容

【题目】如图所示,虚线abc代表电场中三条电场线,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,PQ是这条轨迹上的两点。下列判断正确的是

A. P点的场强比Q点的场强大

B. P点的电势比Q点的电势高

C. 带电质点通过Q点时电势能较小

D. 带电质点通过Q点时动能较大

【答案】AB

【解析】

A、由电场线疏密程度可知,P点的场强比Q点的场强大,故A正确;

B、负电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,故电场线向左,沿着电场线方向,电势越来越低,故P点的电势比Q的电势高,故B正确;

CD、电场力的方向向右,若粒子从P运动到Q,电场力做负功,电势能增大,动能减小,若粒子从Q运动到P,则电场力做正功,电势能减小,动能增大,故P点的动能较大,势能较小,Q点的动能较小,电势能较大,故CD错误。

练习册系列答案
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【题目】随着科学技术水平的不断进步,相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此,科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动,人们生活在空间站的环形管道中,管道内部截面为圆形,直径可达几千米,如图(a)所示。已知地球质量为M,地球半径为R,空间站总质量为mG为引力常量。

1)空间站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R,求空间站在轨道上运行的线速度大小;

2)为解决长期太空生活的失重问题,科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转,使在空间站中生活的人们获得人工重力。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1r2,环形管道壁厚度忽略不计,如图(b)所示。若要使人们感受到的人工重力与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴静止),则该空间站的自转周期应为多大;

3)为进行某项科学实验,空间站需将运行轨道进行调整,先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时,再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响,且每次调速持续的时间很短。

请说明空间站在这两次调速过程中,速度大小是如何变化的;

若以无穷远为引力势能零点,空间站与地球间的引力势能为,式中r表示空间站到地心的距离,求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。

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