题目内容

如图,甲图中虚线是点电荷产生电场的等势面,乙图是匀强电场.电场中各有a、b两点,则( )

A.甲图中两点的场强E相同,电势φ也相同
B.乙图中两点的场强E相同,电势φ也相同
C.甲图中,带电粒子在两点间移动,电场力做功为零
D.乙图中,带电粒子在两点间移动,电场力做功为零
【答案】分析:场强是矢量,有大小又有方向,场强相同,既要看大小,也要看方向.电场力做功,根据公式W=qU,可知跟两点间的电势差有关系,两点间电势差为零,不做功.
解答:解:A、场强是矢量,甲图中两点的场强大小相等,但方向不同.故A错.
B、乙图是匀强电场,所以两点的场强大小相等,方向也相同,但沿着电场线电势要降低,故两点的电势不等.故B错.
C、甲图中两点在同一个等势面上,在同一等势面上移动电荷,电场力不做功.故C正确.
D、乙图中两点的电势不等,有电势差,根据W=qU在两点间移动电荷,电场力要做功.故D错.
故选C.
点评:根据电场的对称性,电场线与等势面垂直,沿电场线的方向,电势降低,可以分析解决本题.
练习册系列答案
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如图(甲)所示为一种研究高能粒子相互作用的装置,两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成(整个装置处于真空中,图中只画出了6个圆筒,作为示意),它们沿中心轴线排列成一串,各个圆筒相间地连接到正弦交流电源的两端.设金属圆筒内部没有电场,且每个圆筒间的缝隙宽度很小,带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计.为达到最佳加速效果,需要调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期,粒子每次通过圆筒间缝隙时,都恰为交流电压的峰值.质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后,从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道,且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切.在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1、A2、A3…An,共n个,均匀分布在整个圆周上(图中只示意性地用细实线画了几个,其余的用细虚线表示),每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度均相同的匀强磁场,磁场区域都是直径为d的圆形.改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度.经过精确的调整,可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形运强磁场区域的同一条直径的两端,如图(乙)所示.这就为实现正、负电子的对撞作好了准备.
(1)若正、负电子经过直线加速器后的动能均为E0,它们对撞后发生湮灭,电子消失,且仅产生一对频率相同的光子,则此光子的频率为多大?(已知普朗克恒量为h,真空中的光速为c.)
(2)若电子刚进入直线加速器第一个圆筒时速度大小为v0,为使电子通过直线加速器后速度为v,加速器所接正弦交流电压的最大值应当多大?
(3)电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B为多大?
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I.和打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图乙所示的装置测量滑块和长1 m左右的木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.此外,在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤.让滑块d从木板的顶端滑下,光电门l,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5102s和1.0102s,小滑块d的宽度为0.5cm.

(1)滑块通过光电门1的速度v1=       m/s,滑块通过光电门2的速度v2=      m/s。

(2)已知当地的重力加速度为g,v1、v2和两个光电门之间的距离L已知,用提供的米尺测出P点到桌面高度h;重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,动摩擦因数的表达式

=          (用字母表示)。

II.某电流表   的量程为I0=50mA,内阻为r0=50,其表盘刻度线已模糊不清,要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值,有下列器材:   

  A.待测电流表                      B.6 V直流电源E

  C.“0~10,l A”滑动变阻器R1     D.“0~100,50 mA”滑动变阻器R2

  E.“0.6 A,0.5”标准电流表        F.“3 A,0.01”标准电流表      

G.5定值电阻R3                   H.20定值电阻R4       

I.开关及导线若干

  (1)应选用的器材有                       (只需填写所选器材序号)

  (2)在右侧虚线框内画出实验电路图.

 (3)待测电流表的电流刻度值的表达式I=   ,式中各物理量所表示的意义分别为     .

 

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