题目内容

4.如图,O点为均匀带正电的导体棒AB的中点,P点为AO的中点.a、b两点分别处在P、O两点正上方等高处.则关于a、b两点的电势有(  )
A.φa>φbB.φabC.φa<φbD.无法判断

分析 根据电场力做功的正负,及电性,即可得出电势差,从而确定电势的高低,从而即可求解.

解答 解:取OB的中点Q点,将导体棒分成四等分,AP段和PO段在a点产生的场强与PO段和OQ段在b点产生的场强相同,OQ段在a点产生的场强与QB段在b点产生的场强相同,那么比较两点场强,直接比较QB段在a点的场强和OQ段在b点产生的场强即可,显然b点场强要大;
且导体棒在两点产生的场强方向均为斜向左上方,若让试探电荷从a移动到b,电场力将做负功,Wab<0,
由Uab=$\frac{{W}_{ab}}{q}$<0,故a点电势低于b点电势,故C正确,ABD错误.
故选:C.

点评 考查F=qE,与U=$\frac{W}{q}$的应用,掌握电场力做功与电性来确定电势高低的方法,理解控制电量相同时,由电场强度来体现电场力的大小.

练习册系列答案
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13.某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律.请阅读下列两段材料,完成后面问题.
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图(a)中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻t2t3t4t5
速度(m/s)4.994.483.98           
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=3.48m/s;
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量为△Ep=1.24J,动能减少量为△Ek=1.28J;

(3)在误差允许的范围内,若 Ep与Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算可得Ep<Ek(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是存在空气阻力.
第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(b)所示,在某次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图(c)所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek 或机械能E.试回答下列问题:
(1)图(c)的图象中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲(按顺序填写相应图线所对应的文字).
(2)根据图(c)所示的实验图象,可以得出的结论是在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒.

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