题目内容

12.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示,x轴正方向为场强的正方向.下列说法中正确的是(  )
A.该电场可能是由一对分别位于x2和-x2两点的等量异种电荷形成的电场
B.x2和-x2两点的电势相等
C.正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小
D.原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差

分析 根据题意,电场关于x轴对称分布可知,作出电场线如图,根据顺着电场线,电势降低和对称性可判断电势高低.

解答 解:A、根据等量异种电荷形成的电场的特点可知,在等量异种电荷的连线上,各点的电场强度的方向是相同的,而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布,所以该电场一定不是由一对分别位于x2和-x2两点的等量异种电荷形成的电场.故A错误;
B、由于x2和-x2两点关于y轴对称,且电场强度的大小也相等,故从O点到x2和从O点到-x2电势降落相等,故x2和-x2两点的电势相等,故B正确; 
C、由图可知,从x1到x3电场强度始终为正,则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同,所以电场力做正功,电势能逐渐减小,故C错误;
D、x2和-x2两点的电势相等,原点O与x2两点之间的电势差等于原点O与-x2两点之间的电势差,-x2与x1两点之间的电势差等于x2与x1两点之间的电势差,所以原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差.故D正确;
故选:BD

点评 本题关键抓住沿着电场强度的方向,电势一定降低;然后结合图象得到电场强度的分布情况,再分析电势变化情况即可.

练习册系列答案
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20.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源,打点的时间间隔用△t 表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列间距均匀的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量 m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5 个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距 s1,s2,….求出与不同 m 相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量 m 为横坐标,$\frac{1}{a}$为纵坐标,在坐标纸上做出$\frac{1}{a}$-μ关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则$\frac{1}{a}$与m 处应成线性关系(填“线性”或“非线”).
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量.
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s2 和 s3.a 可用 s1、s3 和△t 表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50(△t)^{2}}$.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=24.3mm,s3=47.2mm.由此求得加速度的大小a=1.145m/s2
(ⅲ)图 3 为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为 k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为$\frac{1}{k}$,小车的质量为$\frac{b}{k}$.

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