题目内容

16.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知(  )
A.三个等势面中,a的电势最低
B.带负电的质点在P点时的电势能较Q点小
C.带负电的质点通过P点时的动能较Q点大
D.带负电的质点通过P点时的电场强度较Q点的小

分析 根据电场线与等势面垂直、曲线运动的合力指向轨迹的内侧,分析电场力的方向,确定电场线方向,从而判断出电势的高低.根据推论,负电荷在电势高处电势能小,分析负电荷电势能大小;由总能量守恒分析动能的大小;由电场线疏密确定出场强的大小.

解答 解:A、根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直,可知负电荷所受的电场力应向下,所以电场线向上.故a点电势最低.故A正确.
B、利用推论:负电荷在电势高处电势能小,知道负电荷在P点的电势能比Q点的大.故B错误.
C、负电荷的总能量守恒,即动能与电势能之和不变,则知质点通过P点时的动能较Q点小.故C错误.
D、等差等势面P处密,P处电场强度大.故D错误.
故选:A.

点评 根据电场线与等势面垂直,作出电场线,得到一些特殊点(电场线与等势面交点以及已知点)的电场力方向,同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法.

练习册系列答案
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6.某学习小组设计实验描绘小灯泡L(额定电压2.5V,额定功率1.2W)的U-I特性曲线,可供选择的实验器材有:
A.电源(电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω)
B.电流表A1(量程0-0.6A,内阻r1=1.0Ω)
C.电流表A2(量程0-3A,内阻r2=0.3Ω)
D.电压表V1(量程0-15V,内阻约3kΩ)
E.电压表V2(量程0-3V,内阻未知)
F.滑动变阻器R1(0-10Ω,允许通过的最大电流2A)
G.滑动变阻器R2(0~500Ω,允许通过的最大电流0.5A)
H.开关一个和导线若干

实验要求待测小灯泡两端的电压从零开始变化.测量中电表的最大读数不小于其量程的$\frac{1}{3}$,则:
(1)电压表应该选E,滑动变阻器应选F(均选填器材前的序号).
(2)根据实验要求,连接实物图甲,使它成为完整的实验电路(其中,部分电路已连好不得更改).
(3)连接电路后,该小组测得的实验数据如下表所示:
I/A0.150.200.250.300.350.400.45
U/V0.250.400.600.901.251.852.50
其中,I是电流表的示数,U是电压表的示数,用Ux表示待测小灯泡L两端的实际电压,通过计算算出每组数据对应的Ux,在如图乙所示的坐标图中画出其Ux-I曲线.
(4)该小组将本实验中的待测小灯泡L以及所选的滑动变阻器并联起来,接在实验中提供的电源两端,要使电源的输出功率最大,则滑动变阻器接入电路的阻值为1.3Ω(结果保留两位有效数字).

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