题目内容

10.如图所示,A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.在A、B两点分别固定一个等量正点电荷.现将一电子沿CD连线从C点移到D点,下列说法正确的是(  )
A.C点与D点的电场强度大小相等,方向相同
B.电子在C点的电势能比D点电势能大
C.电子沿CD连线从C点移到D点过程中,电场力一直不做功
D.电子沿CD连线从C点移到D点过程中,电场力先做正功后做负功

分析 在A、B两点分别固定一个等量正点电荷,根据点电荷的场强的公式和平行四边形定则计算出C与D点的电场强度,根据电场力做功来判定C与D点的电势能高低,从而即可求解.

解答 解:A、据题,A、B是两个等量同种点电荷,根据点电荷电场强度公式,则C与D点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B、AB的中点电场强度为零,此点到C与D点间距相等,移动电子,电场力做功相等,则电子在C与D点电势能相同.故B错误;
C、D、由题,电子沿CD连线从C点移到D点过程中,电势先升高后降低,则电势能先减小后增加,那么电场力先做正功后做负功.故C错误,D正确.
故选:D.

点评 本题关键要掌握等量同种电荷电场线和等势线分布情况,掌握点电荷电场强度公式,及矢量合成法则,抓住ABCD是正四面体的四个顶点这一题眼,注意本题不是等量异种电荷,且通过AB的中垂面不是一等势面.

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18.在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件.现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻Rx(阻值约2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4V).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,内阻Rv约10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA1约5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻RA2约50Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω.额定电流1A)
E.电阻箱Ro(0~999.9Ω)
F.开关S-只、导线若干
①小刚采用伏安法测定Rx的阻值,他使用的电是待测的锂电池.图甲是他连接的部分实验器材,小刚选用的电流表应是A2(选填“A1”或“A2”);
②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r.

a.小聪的实验操作是:闭合开关S.调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为Ul;调整电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2.根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E=$\frac{{{U_1}{U_2}({R_1}-{R_2})}}{{{U_2}{R_1}-{U_1}{R_2}}}$;
b.小明认为用线性图象处理数据更便于分析.他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$图象为一条直线(见图丙).则该图象的函数表达式为$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{ER}+\frac{1}{E}$,由图丙可知该电池的电动势E=3.3V、内阻r=0.25Ω.

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