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12.匀强电场所在空间中有八个点,其中四个点构成正方形Ⅰ,另外四个点构成正方形Ⅱ,正方形Ⅰ、Ⅱ的中心重合,其边长之比为2:1,则正方形Ⅰ四个顶点的电势之和∑Φ和正方形Ⅱ四个顶点的电势之和∑Φ满足的关系是(  )
A.∑Φ=$\frac{1}{2}$∑ΦB.∑Φ=∑ΦC.∑Φ=2∑ΦD.∑Φ=4∑Φ

分析 选取任意正方形为研究对象,以正方形的中心为0势能点,求出各点的电势的和的表达式,然后讨论即可.

解答 解:选取任意正方形ABCD为研究对象,设匀强电场中的某一条电场线与AB之间的夹角为θ,如图.

以正方形的中心为0势能点,由图可知,B、D两点关于O点是对称的,结合U=Ed,所以可得:φD=-φB,同理:φC=-φA
∑Φ=φABCD=0,与正方形的边长的大小无关,与正方形和电场线之间的夹角也无关,所以可知∑Φ=∑Φ
故选:B

点评 该题考查匀强电场的特点,解答的方法可以使用对称法解答,也可以使用平行线上电势的大小关系的方法解答.处理的方法要尽可能的灵活一些.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡,线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为N1,线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面向里,线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I,挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平衡,测出电流即可测得物体的质量(重力加速度取g=10m/s2
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为多少?
(2)进一步探究电磁感应现象,另选N2=100匝、形状相同的线圈,总电阻R=10Ω,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持B0不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度d=0.1m,当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率$\frac{△B}{△t}$.

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3.如图所示,水平地面有两个物块A和B,已知A的质量为2m,B的质量为km,A以4m/s的速度与B发生碰撞,碰后B的速度为2m/s,求碰后A的运动方向及对应k的取值.

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20.某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:

①在小电珠介入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至D档进行测量.(填选项前的字母)
A.直流电压10V          B.直流电流5mA       C.欧姆×100           D.欧姆×1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端;(填“左”或“右”)
③在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭和开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是凋而不为零,其原因是1点至5点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2点至3点”的导线)
④该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大.(填“不变”、“增大”或“减小”)

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

7.如图所示,空间存在着沿x轴方向的静电场,A、O、B为x轴上的点,图中的折线表示的是一带正电粒子沿x轴在A、B两点间运动时,其电势能EP随x的变化情况.若$\overline{AO}$>$\overline{OB}$,则下列判断正确的是(  )
A.A、B两点的电势一定相等
B.粒子从A向O运动过程中所受电场力均匀增大
C.A、O间的电场强度大于O、B间的电场强度
D.若将一带负电的粒子从A点由静止释放,则当粒子运动到O点时动能最大

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17.如图所示为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为m1,绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),绳的下端悬挂一个质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面说法中正确的是(  )
A.绳子拉力对人做正功
B.人对传送带做正功
C.运动时间t后,运动员的体能消耗约为m1gvt
D.运动时间t后,运动员的体能消耗约为(m1+m2)gvt

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4.如图所示,水平传送带的速度为4.0m/s,它的右端与等高的光滑水平平台相接触.将一质量为m=1kg的工件(可看成质点)轻轻放在传送带的左端,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,经过一段时间工件从光滑水平平台上滑出,恰好落在静止在平台下的小车的左端,小车的质量为M=2kg,小车与地面的摩擦可忽略.已知平台与小车的高度差h=0.8m,小车左端距平台右端的水平距离为s=1.2m,取g=10m/s2,求:
(1)工件水平抛出的初速度v0是多少;
(2)传送带的长度L是多少;
(3)若工件落在小车上时水平方向的速度无损失,并最终与小车共速,则工件和小车最终的速度v是多少.

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1.如图所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、+y轴方向为电场强度的正方向).在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0,方向沿+y轴方向的带负电粒子(不计重力).其中已知v0、t0、B0、E0,且E0=$\frac{{B}_{0}{v}_{0}}{π}$,粒子的比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{π}{{B}_{0}{t}_{0}}$,x轴上有一点A,坐标为($\frac{{48{v_0}{t_0}}}{π}$,0).

(1)求$\frac{t_0}{2}$时带电粒子的位置坐标.
(2)粒子运动过程中偏离x轴的最大距离.
(3)粒子经多长时间经过A点.

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2.如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子,已知AO=40m,g取10m/s2.下列说法正确的是(  )
A.若石块不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
B.若石块不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小
C.若石块能落入水中,则v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越大
D.若v0=18m/s,则石块可以落入水中

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