题目内容

18.如图所示,Q是固定的点电荷,虚线是以Q为圆心的两个圆.带电粒子P在Q的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,1、2、3为轨迹上的三个点.若P仅受Q的电场力作用,其在1、2、3点的加速度大小分别为a1、a2、a3,电势能分别为E1、E2、E3,则(  )
A.a2>a3>a1,E1>E3>E2B.a2>a3>a1,E2>E3>E1
C.P、Q为异种电荷D.P的运动轨迹为抛物线线

分析 根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向,即可判断出粒子所受的库仑力是引力还是斥力,并判断粒子的电性;根据电场线的疏密分析电场力的变化,判断加速度的变化.根据电场力做功正负分析电势能的变化.带电粒子所受的电场力是恒力时其运动轨迹为抛物线线.

解答 解:AB、点电荷的电场强度的分布特点是离开场源电荷距离越小,场强越大,带电粒子受到的电场力越大,带电粒子的加速度越大,所以a2>a3>a1.
根据带电粒子P轨迹弯曲方向判断知带电粒子在运动的过程中,P一直受静电斥力作用,从1到2,静电力对带电粒子P做负功,电势能增大,则有E2>E1.从2到3,静电力对带电粒子P做正功,电势能减小,则有E2>E3.而且从1到2静电力做功数值较多,所以E3>E1.综合可得E2>E3>E1.故A错误,B正确.
C、带电粒子P受到静电斥力,所以P、Q为同种电荷,故C错误.
D、P所受的静电力是变力,其运动轨迹不是抛物线线.故D错误;
故选:B

点评 本题的关键是根据带电粒子的运动轨迹判断其所受的静电力方向,再结合功能关系分析电势能的变化.

练习册系列答案
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3.(1)用多用电表测量小灯泡两端电压时应该采用图2所示的连接方式.
(2)实验小组的同学们用如图3所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验.
①用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=$\frac{4{π}^{2}l}{{T}^{2}}$.
②实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的AC(选填选项前的字母).
A.长约1m的细线           
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约1cm的均匀铁球    
D.直径约10cm的均匀木球
③选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图5中所示的固定方式.
④将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是:BC(选填选项前的字母).
A.测出摆线长作为单摆的摆长.
B.把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动.
C.在摆球经过平衡位赞时开始计时.
D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用日寸间并作为单摆的周期.
⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据画出了如图6所示的图象,但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量.
你认为横坐标所代表的物理量是$\sqrt{l}$(选填“l2”、“l”、“$\sqrt{l}$”)若图线斜率为k,则重力加速度g=$\frac{4{π}^{2}}{{k}^{2}}$(用k表示).
⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是C(选填选项前的序号).
A.开始摆动时振幅较小
B.开始计时时,过早按下秒表
C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为
n次全振动的时间.
⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图象如图7所示,则摆线偏离竖直方向的雎大摆角的正弦值约为0.04(结果保留一位有效数字).

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