题目内容


如图所示,光滑绝缘细管与水平面成30。角,在管的上方P点固定一个点电荷+Q,P点与细管在同一竖直平面内,管的顶端A与P点连线水平。带电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动,在A处时小球的加速度为n,图中PBIAC,B是AC的中点,不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响。则在电场中   

A.A点的电势高于B点的电势

    B.B点的电场强度大小是A点的4倍

    C.小球运动到C处的加速度为

    D.小球从A到C的过程中电势能先减小后增大


【知识点】 电势能;功能关系.I2 E6

【答案解析】 BD  解析:A、正点电荷的电场线发散型,由于沿着电场线方向,电势降低,因此A点的电势低于B点的电势,故A错误;B、结合几何关系知:PA=2PB,由点电荷电场强度公式E=,可知,电场强度的大小与间距的平方成反比,则B点的电场强度大小是A点的4倍,故B正确;C、在A处时小球的加速度为a,对A点受力分析,电场力、重力与支持力,由力的合成法则可知,合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的;当在C处时,小球仍受到重力、电场力与支持力,合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的,即为g-a.故C错误.D、根据电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加,可知:小球带负电,从A到C的过程中,电场力先做正功,后做负功,则电势能先减小后增大,故D正确;故选:BD.

【思路点拨】由正点电荷电场线的分布,结合沿着电场线方向电势降低,分析电势的高低;根据点电荷电场强度的公式,分析场强关系;根据电场力做功的正负来确定电势能高低;由牛顿第二定律,结合库仑定律,即可求解C处加速度.考查点电荷的电场强度公式,掌握矢量的合成法则,注意电场力做功与电势能的变化关系,理解牛顿第二定律与力的平行四边形定则的综合应用.

练习册系列答案
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利用图示装置可以做力学中的许多实验。

(1)以下说法正确的是________。

A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响

B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的a-m关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比

C.利用此装置探究“小车与木板之间的动摩擦因数”实验时,不需要将长木板的一端抬高以平衡摩擦力。

(2) 甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,小车上放不同质量的砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究小车与木板之间的动摩擦因数(实验中小车的轮子被锁死,小车只能在长木板上滑动)。

①为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________小车和小车上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

②实验中对小车及车内砝码研究,根据牛顿第二定律有F-μmg=ma,实验中记录小车的加速度a和小车所受的合外力F,通过图像处理数据。甲、乙两同学分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的小车及砝码质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙。(填“大于”、“小于”或“等于”)

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