题目内容

6.如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V.实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,已知:带电粒子带电量为0.01C,在a点处的动能为0.5J,则该带电粒子(  )
A.可能是带负电B.在b点处的电势能为0.5J
C.在b点处的动能为零D.在c点处的动能为0.4 J

分析 由运动轨迹确定受力方向,从而确定电荷的正负,由动能定理确定各点的动能.

解答 解:A、场强方向向上,电场力向上,则为正电荷,则A错误
    B、b点处的电势能${E}_{P}=\\;q$φq=0.01×30=0.3J,则B错误
    C、总能量守恒由a点处可知E=0.01×10+0.5=0.6J,则b点处的动能为:0.6-0.3=0.3J,则C错误
    D、C点处的动能为为0.6-0.01×20=0.4J,则D正确
故选:D

点评 本题根据粒子的轨迹弯曲方向就能判断粒子所受的电场力方向,根据电场线与等势线的关系,判断出电场线方向.负电荷在电势高处电势能小是一个重要推论,要学会应用.

练习册系列答案
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17.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电(T=0.02s)和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量、分析,即验证机械能守恒定律.(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.测量重物的质量m;
B.按照如图的装置安装器件;
C.将打点计时器接到电源的“直流”上;
D.先释放纸带,再接电源打出一条纸带;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能.
其中操作不当的步骤是:CD(填选项对应的字母)
(2)为了尽量减小实验误差,请给一条建议密度大些,体积小些;
(3)正确操作后打出的纸带如图所示,根据打出的纸带,在纸带上选取连续打出的点A、B、C、D、E、F,计算打C点时重锤下落的速度vC=1.56m/s,纸带从O点运动到C点的过程中,重锤动能的增量为1.22m,重锤重力势能的减小量为1.24m.(保留三位有效数字)(g取10m/s2
(4)实验中发现,重锤减小的重力势能大于重锤动能的增量,其主要原因是在重锤下落的过程中存在阻力作用(设阻力恒定),可以通过该实验装置测阻力的大小,若已知当地重力加速度为g,重锤的质量为m,试用这些物理量和xAB、xBC,T表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F=m[g-$\frac{{{x}_{BC}-x}_{AB}}{{T}^{2}}$].

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