题目内容

13.如图所示,一个电量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电量为+q及质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点的速度最小为v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ、AB间距离为L0及静电力常量为k,则(  )
A.OB间的距离为$\sqrt{\frac{kQq}{μmg}}$
B.点电荷乙能越过B点向左运动,其电势能仍增多
C.在点电荷甲形成的电场中,AB间电势差UAB=$\frac{μmg{L}_{0}+\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}}{q}$
D.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL0+$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2

分析 本题首先要正确分析物体受力特点,明确力和运动的关系,在本题中注意滑动摩擦力的大小方向不变,两球靠近过程中库仑力逐渐增大,小球先减速后加速,根据牛顿第二定律和功能关系可正确解答

解答 解:A、当速度最小时有:mgμ=F库=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$,解得:r=$\sqrt{\frac{kQq}{μmg}}$,故A正确;
B、在小球向左运动过程中电场力一直做正功,因此电势能一直减小,故B错误;
C、点电荷从A运动B过程中,根据动能定理有:UABq-mgμL0=$\frac{1}{2}{mv}_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$,解得,UAB=$\frac{μmg{L}_{0}+\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}}{q}$.故C正确.
D、从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为W=UABq=mgμL0+$\frac{1}{2}{mv}_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$,故D错误.
故选:AC

点评 本题在借助库仑力的基础知识,考查了力与运动、牛顿第二定理、动能定理等基础知识的综合应用,是考查学生综合能力的好题

练习册系列答案
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8.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为0.397mm(该值接近多次测量的平均值).
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的甲图(选填“甲”或“乙”).

(3)图是测量Rx的实验器材实物图,图3中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=4.5Ω(保留两位有效数字)
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为C(填选项前的符号).
A.1×10-2Ω•m  B.1×10-3Ω•m   C.1×10-6Ω•m  D.1×10-8Ω•m
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是D
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的偶然误差
D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.

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