题目内容

12.如图所示,一等边三角形的三个顶点A、B、C处分别放有+q、-q、-q的点电荷,过顶点C作AB边的垂线,M、N、O是AB的中垂线上的三点,且MN=NO,则下列正确的说法是(  )
A.M处的场强大于N处的场强
B.M处的电势高于N处的电势
C.M、N间的电势差大于N、O间的电势差
D.质子在M处的电势能大于在N处的电势能3

分析 题中电场是三个点电荷共同产生的,可以分为两组,即A与B是等量异号电荷,C点点电荷;注意等量异号电荷的中垂线是等势面.

解答 解:A、对于点M,电场强度为AB产生的水平向右的分电场和C产生的向下的分电场合成的;
对N,电场强度也为AB产生的水平向右的分电场和C产生的向下的分电场合成的;
比较两个分电场的电场强度,都是N点的大,而两个分电场的电场强度垂直,故合电场的电场强度也是N点的大;故A错误;
B、MN在AB电荷的中垂线上,故AB产生的分电场在MN点的电势是相等的;
而电荷C在M点产生的电势大;
电势是标量,M、N点的电势等于两个分电场产生的电势的代数和,故M处的电势高于N处的电势,故B正确;
C、MN在AB电荷的中垂线上,故AB产生的分电场在MN间的电势差为零;
而负电荷C在MN间的电势差小于NO间的电势差,故M、N间的电势差小于N、O间的电势差,故C错误;
D、由选项B分析可以M处的电势高于N处的电势,故质子在M处的电势能大于在N处的电势能,故D正确;
故选:BD.

点评 本题关键是明确电场强度的叠加符合平行四边形定则,电势的叠加符合代数法则;
电场强度的叠加原理:
多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫电场强度的叠加.电场强度的叠加遵循平行四边形定则.
在求解电场强度问题时,应分清所叙述的场强是合场强还是分场强,若求分场强,要注意选择适当的公式进行计算;若求合场强时,应先求出分场强,然后再根据平行四边形定则求解.

练习册系列答案
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1.(1)某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法不正确(选填“正确”或“不正确”)

(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.
①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为Ep=m2gx-m1gsinθ•x,动能的增加量表示为${E_k}=\frac{1}{2}({m_1}+{m_2}){(\frac{L}{t})^2}$.若系统机械能守恒,则$\frac{1}{t^2}$与x的关系式为$\frac{1}{t^2}$=$\frac{2({m}_{2}-{m}_{1}sinθ)gx}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$(用题中己知量表示).
②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以$\frac{1}{t^2}$为纵轴,x为横轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为9.4m/s2(计算结果保留2位有效数字),若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.

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