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  • 14.如圖所示,a、b、c為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)關(guān)系為φa<φb<φc.A、B兩小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)桿連接放置于該勻強(qiáng)電場(chǎng)中,桿與等勢(shì)面垂直.小球A帶電量為-q,小球B帶電量為+2q,在電場(chǎng)內(nèi)使A、B及桿分別做如下運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)后A、B系統(tǒng)的電勢(shì)能最大的是(  )
    A.A、B及桿向左平移距離L
    B.A、B及桿向上平移距離L
    C.A、B及桿向下平移距離L
    D.A、B及桿繞過(guò)A、B中點(diǎn)且垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°

    分析 先根據(jù)電勢(shì)的關(guān)系判斷出電場(chǎng)線的方向,然后根據(jù)點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力的方向與移動(dòng)的方向之間的關(guān)系判斷電場(chǎng)力做的功,最后結(jié)合電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系判斷出結(jié)果即可.

    解答 解:由于φa<φb<φc,所以c的電勢(shì)最高,則電場(chǎng)線的方向向下,負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力的方向向上,正電荷受到的電場(chǎng)力的方向向下.根據(jù)F=qE,整體受到的電場(chǎng)力的方向向下.設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,選擇向上為正方向.
    A、A、B及桿向左平移距離L,運(yùn)動(dòng)的方向與電場(chǎng)力的方向垂直,電場(chǎng)力不做功,電勢(shì)能不變.
    B、A、B及桿向上平移距離L,電場(chǎng)力做的功:W=(-q)E•(-L)+2qE•(-L)=-qEL;電勢(shì)能增大qEL;
    C、A、B及桿向下平移距離L,與電場(chǎng)力的合力的方向相同,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減�。�
    D、A、B及桿繞過(guò)A、B中點(diǎn)且垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí),正電荷向上運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,負(fù)電荷向下運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力也做負(fù)功,則:W′=(-q)E12L+2qE•12(-L)=-1.5qEL,所以電勢(shì)能增大1.5qEL.
    比較以上的分析可知,在D的情況下A、B系統(tǒng)的電勢(shì)能最大.
    故選:D

    點(diǎn)評(píng) 該題考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系,解答的關(guān)鍵是注意負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng) 的方向相反,分析電場(chǎng)對(duì)負(fù)電荷做功的情況要注意方向.

    練習(xí)冊(cè)系列答案
    相關(guān)習(xí)題

    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

    5.某同學(xué)采用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)電路來(lái)描繪額定電壓為12V的小燈泡伏安特性曲線.

    (1)將圖(b)的實(shí)物圖連接完整.
    (2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片從a向b滑動(dòng)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表原來(lái)幾乎沒(méi)有示數(shù),直到接近b端時(shí)示數(shù)急劇增大.經(jīng)檢查所有電路連線及儀器都完好,則可能原因是:滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)大于燈泡電阻
    (3)若描繪出的伏安特性曲線如圖(c)所示,則燈泡的額定功率為6.6W.(保留兩位有效數(shù)字)
    (4)若將兩盞這樣的燈泡與電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻4Ω的電源申聯(lián),則燈泡的實(shí)際功率為2.0W.《保留兩位有效數(shù)字)

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

    6.在盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,大多數(shù)α粒子穿越金箔后仍然沿著原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng),其較為合理的解釋是( �。�
    A.α粒子穿越金箔時(shí)距離原子核較近
    B.α粒子穿越金箔時(shí)距離原子核較遠(yuǎn)
    C.α粒子穿越金箔時(shí)沒(méi)有受到原子核的作用力
    D.α粒子穿越金箔時(shí)受到原子與電子的作用力構(gòu)成平衡力

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

    2.如圖所示,金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路,金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),則( �。�
    A.ab棒不受安培力作用
    B.ab棒所受安培力的方向向左
    C.ab棒向右運(yùn)動(dòng)速度越大,所受安培力越大
    D.螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng),B端為N極

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

    9.如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),在邊長(zhǎng)為2R的正方形區(qū)域里也有勻強(qiáng)磁場(chǎng).兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同.兩個(gè)相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng).在M點(diǎn)射入的帶電粒子,其速度方向指向圓心;在N點(diǎn)射入的帶電粒子,速度方向與邊界垂直,且N點(diǎn)為正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( �。�
    A.帶電粒子在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間一定不同
    B.從M點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng)
    C.從N點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng)
    D.從N點(diǎn)射入的帶電粒子不可能比M點(diǎn)射入的帶電粒子先飛出磁場(chǎng)

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

    19.如圖所示的各電場(chǎng)中,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)大的圖是(  )
    A.B.C.D.

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

    6.如圖所示,小球從傾斜軌道上靜止釋放,下滑到水平軌道,當(dāng)小球通過(guò)水平軌道末端的瞬間,前方的圓筒立即開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圓筒下方有一小孔P,圓筒靜止時(shí)小孔正對(duì)著軌道方向.已知圓筒頂端與水平軌道在同一水平面,水平軌道末端與圓筒頂端圓心的距離為d,P孔距圓筒頂端的高度差為h,圓筒半徑為R,現(xiàn)觀察到小球從軌道滑下后,恰好鉆進(jìn)P孔,小球可視為質(zhì)點(diǎn).求:
    (1)小球從水平軌道滑出時(shí)的初速度v0
    (2)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω.

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

    3.某學(xué)習(xí)小組在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,為研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)保持物體所受合力不變,改變物體的質(zhì)量大小,測(cè)出多組數(shù)據(jù),作出a-1m圖象如圖所示,由此得出的結(jié)論是力不變時(shí),加速度與質(zhì)量成反比.

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    科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

    4.如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為m的長(zhǎng)木板,木板的上表面也是水平光滑的,右端用一不可伸長(zhǎng)的水平細(xì)繩拴在墻上,左端上部同定一輕質(zhì)彈簧.質(zhì)量為m的鐵球以初速度v0在木板的上表面開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng).鐵球與彈簧剛接觸時(shí)繩子繃緊,之后鐵球壓縮彈簧,當(dāng)鐵球速度減小為初速度一半時(shí)細(xì)繩被拉斷,此后木板開(kāi)始運(yùn)動(dòng).
    (1)從鐵球開(kāi)始接觸彈簧到細(xì)繩被拉斷,繩上彈力對(duì)木板的沖量;
    (2)木板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后彈簧的彈性勢(shì)能最大為多少?

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