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精英家教网如图所示,虚线1、2、3、4为静电场中的等势面,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面2的电势为零.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b两点时的动能分别为30eV和6eV,当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为8eV时,它的动能应为(  )
A、14eVB、13eVC、20eVD、12eV
分析:只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,根据题意曲线2电势为零,列式求解即可.
解答:解:经过a、b点时的动能分别为30eV和6eV;
图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,
故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为△Ek=
30-6
3
=8
eV,故经过等势面2时的动能为22eV;
只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,故有:0eV+22eV=8eV+Ek
解得:Ek=14eV;
故A正确、BCD错误.
故选:A.
点评:“在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变;相邻等势面之间的电势差相同”是我们解决此类问题时的突破口.
练习册系列答案
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请完成以下两小题。(1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。

①为完成该实验,下述操作中必需的是_______________。

a.测量细绳的长度                                   b.测量橡皮筋的原长

c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度                       d.记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是_____________。

(2)为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为1x)。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表:

照度(1x)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻(kΩ)

75

40

28

23

20

18

①根据表中数据,请在给定的坐标系(见答题卡)中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明

阻值随照度变化的特点。

②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材如下:

光敏电阻RP(符号,阻值见上表);

直流电源E(电动势3 V,内阻不计);

定值电阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出);

开关S及导线若干。

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