题目内容

4.如图是一个带负电的空心金属球壳,A点在球内,B点在球外表面上,比较图中A、B、C、D四点,场强最大的是C点,场强最小的是A和B点,电势最高的是D点.

分析 整个空心金属球壳是一个等势体,表面是一个等势面.画出电场线的分布,根据电场线越密,场强越大,顺着电场线,电势降低,判断场强和电势的大小.

解答 解:整个空心金属球壳是一个等势体,表面是一个等势面.画出电场线的分布如图,则:
整个空心金属球壳是一个等势体,表面是一个等势面,所以球壳外表面以内电场强度处处为0,A点的场强与B点的场强都是0,为最小;离开球壳越远,场强越小,所以C点的场强最大.
电场线的方向指向负电荷,如图,由于顺着电场线,电势降低,所以D点的电势最高.
故答案为:C,A和B,D

点评 本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键.比较场强大小和电势高低常常画电场线,形象直观地判断.

练习册系列答案
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11.某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”,实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v,计算出重物减小的重力势能mgh和增加的动能$\frac{1}{2}$mv2,然后进行比较,如果两者相等或近似相等,即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完成下列问题:

(1)关于上述实验,下列说法中正确的是BC.
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先接通电源,后释放纸带
D.可以利用公式v=$\sqrt{2gh}$来求解瞬时速度
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的O点是起始点,选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点,并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电,重锤的质量为0.5kg.则从计时器打下点O到打下点D的过程中,重物减小的重力势能△Ep=2.14J.重物增加的动能△Ek=2.12J,两者不完全相等的原因可能是重物下落过程中受到阻力作用.(重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字)
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图象,如图丙所示,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是图象的斜率等于19.52,约为重力加速度g的两倍,故能验证.

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