题目内容

15.图中虚线表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,其中等势面3的电势为0V,一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动,经过a、b两点时的动能分别为26eV和5eV,当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-4eV时,它的动能为(  )
A.4eVB.16eVC.8eVD.21eV

分析 由题,相邻的等势面之间的电势差相等,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等,电势能变化量相等,根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能,写出电荷的总能量,再由能量守恒求出其电势能变为-8eV时的动能值.

解答 解:由题,电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV,动能减小了21eV.而相邻的等势面之间的电势差相等,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等,电势能变化量相等,则电荷从3等势面到4等势面时,动能减小7eV,电势能增大,等势面3的电势为0,电荷经过b时电势能为7eV;
又由题,电荷经b点时的动能为5eV,所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=7eV+5eV=12eV,其电势能变为-4eV时,根据能量守恒定律得到,动能应为16eV.
故选:B.

点评 本题关键要根据电场力做功与电势差的关系确定电荷的总能量,然后结合等差等势面之间的关系即可正确解答.中等难度.

练习册系列答案
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7.某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A、表面光滑的长木板        B、可叠放钩码的物理小车
C、秒表                    D、方木块(用于垫高木板)
E、质量为m的钩码若干个    F、米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(一)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.
实验时,可通过在小车叠放钩码来改变物体质量,通过测出木板长L和小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$,他们通过分析实验数据发现:在误差范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
(二)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.
实验时,通过改变方木块垫放位置来整长木板倾角,由于没有量角器,该小组通过测量木板长L和测量出长木板顶端到水平面的高度h求出倾角α的正弦值sinα=$\frac{h}{L}$.下表是他们的实验数据.
次数l2345
L(m)1.001.001.001.001.00
h(m)0.100.200.300.400.50
t(s)1.4411.000.830.510.64
sinα0.100.200.300.400.50
a(m/s20.972.002.907.694.88
(1)请将表格补充完整并在如图方格纸内画出a-sinα图线.
(2)分析a-sinα图线得出的结论是:光滑斜面上物体下滑的加速度与斜面倾角a的正弦值成正比.
(3)利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=9.8 m/s2

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