题目内容

4.如图,将两个等量正点电荷固定放置.试探电荷q在它们连线垂直平分线上的P点由静止释放,仅在电场力作用下向下运动,则(  )
A.q带负电
B.q在运动过程中所受电场力一定增大
C.q在运动过程中电势能不断减小
D.q在运动过程中动能先增大后减小

分析 先根据电场叠加原理分析中垂线上场强的大小和方向,再分析电场力做功和电势能、动能的变化.

解答 解:A、两电荷在中垂线上的合场强方向向上,大小是先增加后减小(因为电荷连线中点和无穷远的场强都为零),电荷仅在电场力作用下向下运动,应该带负电,电场力先增大,后减小,故A正确,B错误;
C、电荷受的电场力先做正功,电势能减小,动能一直增大,当越过中点后,电场力做负功,电势能增大,动能减小,故C错误,D正确;
故选:AD.

点评 两等量同种电荷或异种电荷的中垂线上的电势变化和场强变化是考试中的热点,要注意分析.

练习册系列答案
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12.某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中,弹力做的功W=$\frac{1}{2}$kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.
A.将一弹簧的下端固定在地面上,在弹簧附近竖直地固定一刻度尺,当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1,如图甲所示.
B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动,当弹簧测力计的示数为F时,弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2,如图乙所示.则此弹簧的劲度系数k=$\frac{F}{{x}_{2}-{x}_{1}}$.
C.把实验桌放到弹簧附近,将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上,使滑轮正好在弹簧的正上方,用垫块垫起长木板不带滑轮的一端,如图丙所示.
D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M,用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图丁所示,则d=3.5mm.
E.打开光电门的开关,让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1和△t2.改变垫块的位置,重复实验,直到△t1=△t2时保持木板和垫块的位置不变.
F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连,将小车拉到光电门B的上方某处,此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3,已知(x3-x1)小于光电门A、B之间的距离,如图丙所示.由静止释放小车,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1′和△t2′.
在实验误差允许的范围内,若$\frac{1}{2}$k(x3-x12=$\frac{1}{2}M{(\frac{d}{△{{t}_{1}}^{′}})}^{2}$(用实验中测量的符号表示),就验证了W=$\frac{1}{2}$kx2的结论.

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