题目内容

14.如图,虚线表示某电场的等势面,一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的轨迹如图中实线所示.粒子在A、B点的加速度分别为aA、aB,电势能分别为EPA、EPB,下列判断正确的是(  )
A.粒子带负电,aA<aB,EPA<EPBB.粒子带正电,aA>aB,EPA>EPB
C.粒子带负电,aA>aB,EPA<EPBD.粒子带正电,aA<aB,EPA>EPB

分析 根据曲线的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力,根据等差等势面的疏密判断场强大小,结合牛顿第二定律得到加速度大小关系;根据电场力做功情况断电势能高低.

解答 解:根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力,从外向内,电势降低,所以该电场是负的点电荷产生的电场,则粒子带负电;
根据U=Ed知,等差等势面越密的位置场强越大,B处等差等势面较密集,则场强大,带电粒子所受的电场力大,加速度也大,即aA<aB
从A到B,电场线对带电粒子做负功,电势能增加,则知B点电势能大,即EA<EB;故A正确,BCD错误.
故选:A.

点评 本题关键是先根据靠差等势面的疏密判断场强的大小,再结合电场力做功正负分析电势能变化.公式U=Ed,对非匀强电场可以用来定性分析场强.

练习册系列答案
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19.某同学为了探究“小车的加速度与其所受合外力间的关系”.实验装置如图甲所示实验步骤如下:
①平衡小车所受的阻力:不吊砝码盘,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到小车做匀速直线运动.
②按住小车,吊上砝码盘,在盘中放入适量砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带.
④按住小车,改变盘中砝码的质量,重复步骤③.
试问:
(1)图乙为该同学某次实验得到的纸带一部分,图乙中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,计数点间的距离如图所示,相邻计数点间时间间隔为T.则根据打出的纸带判断小车做什么运动,若纸带上相邻计数点间的距离差近似相等,则小车做匀变速直线运动(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”);采用逐差法得出小车的加速度大小α=$\frac{({s}_{3}+{s}_{4})-({s}_{1}+{s}_{2})}{4{T}^{2}}$(用题中的物理量符号表示);
(2)本实验须满足砝码盘和砝码的总质量m远小于小车的质量M,但m也不是越小越好,因为若m太小将会使纸带上打出的点过于密集,增大实验的偶然误差;
(3)若砝码盘中增加的砝码原本都放在小车上,现以砝码盘和砝码的质量m为横坐标,α为纵坐标,作出α-m关系图线如图丙,则哪个最合理:C.

(4)若求得③问中图线斜率为k,同时某次实验测得M和m的值,由此可得重力加速度大小g=k(M+m)(用题中的物理量符号表示).

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