题目内容

【题目】某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场(可看作匀强电场)的特点。如图所示,把电容器的一个极板接地,然后用直流电源给电容器充电,接地极板连接电源正极,充电结束后电容器与电源断开。在两极板之间的P点固定一个负试探电荷,正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离。在平移过程中,电容C、场强E、P点电势、试探电荷在P点电势能与负极板移动距离x的关系正确的是(  )

A.

B.

C.

D.

【答案】D

【解析】

设原两极板的距离为,负极板右移x时,两极板的距离为

两极板间的距离减小;

A.两极板间距减小为时,由知

则C增大,但C与x的关系不是一次函数,其图像不是直线,故A错误;

B.由

,

则有

则E与x无关,其图像为平行于x轴的直线,故B错误;

C.正极板接地其电势为0,且为最高值。P点与正极板距离不变,设为l,其电势为

得

则与x无关,其图像为平行于x轴的直线,且为负值,故C错误;

D.负试探电荷电势能为

则与x无关,其图像为平行于x轴的直线,且为正值,故D正确。

故选D。

练习册系列答案
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【题目】用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)下列实验条件必须满足的有____________。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为____________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。

(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________。

A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上做自由落体运动

C.在下落过程中机械能守恒

(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。

同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。

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