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12.如图,虚线a、b、c为电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q为轨迹上的两点,则(  )
A.三个等势面中,a等势面电势最低B.粒子在P点时的电势能比在Q点的小
C.粒子在P点时的动能比在Q点的小D.粒子在P点时的加速度比在Q点的小

分析 带电粒子只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,由于粒子带正电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场强度大.由牛顿第二定律分析加速度的关系.

解答 解:A、带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,电场线与等势面垂直,且由于带电粒子带正电,因此电场线垂直于等势线向右下方,根据沿电场线电势降低,可知a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,故A错误;
BC、根据带电粒子受力情况可知,若粒子从P到Q过程,电场力做正功,动能增大,电势能减小,故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,通过P点时的动能比通过Q点时的动能小,故B错误,C正确;
C、等差等势线密的地方电场线密场强大,故P点电场强度较大,电场力较大,根据牛顿第二定律,知粒子在P点时的加速度比在Q点的大,故D错误.
故选:C

点评 解决这类带电粒子在电场中运动的思路是:根据运动轨迹判断出所受电场力方向,然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

2.如图所示,封闭的长方体气缸水平放置,用无摩擦有绝热活塞K将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分.初始状态时,A、B两部分气体压强均为p,热力学温度均为T.现使A的温度缓慢升高了△T,同时保持B部分气体温度不变.求活塞K稳定后,B部分气体的压强增加量.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.如图所示,L1、L2和L3是相同型号的白炽灯,L1与电容器C串联,L2与带铁芯的线圈L串联,L3与一个定值电阻R串联.当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦式交流电源时,三只灯泡的亮度相同.现在a、b间接另一正弦式交流电源,发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变.由此可知,另一正弦式交流电源可能是(  )
A.电压有效值小于U,而频率大于fB.电压有效值大于U,而频率大于f
C.电压有效值仍为U,而频率小于fD.电压有效值仍为U,而频率大于f

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为θ=45°,紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1、O2为电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上以不同初速度同时发射两个相同的质量为m、电量为+q的粒子a和b;结果粒子a恰从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出;粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场;不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知;求:

(1)粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb
(2)粒子a从O点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t;
(3)如果金属板间交变电场的周期T=$\frac{4m}{qB}$,粒子b从图乙中t=0时刻进入电场,求要使粒子b能够穿出板间电场,E0满足的条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

7.物体的带电量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量.如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:

(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹间距相等,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0
(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ0不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是D
A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变
D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变
(3)为了测定物体所带电量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有BD
A.物块A的质量M                     B.物块B的质量m
C.物块A与木板间的动摩擦因数μ        D.两物块最终的速度v
(4)用重力加速度g,磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为$\frac{mg}{Bvtan{θ}_{0}}$.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

17.空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水份越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103cm3.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1.则该液化水中含有水分子的总数N=3×1025个,一个水分子的直径d=4×10-10m.(结果均保留一位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

4.小明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小和方向,某一次实验结果如图所示,
(1)在图中作出F1和F2的合力,并用F表示此力.
(2)若图中小正方形的边长表示1N,F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2,关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有:BC(可能有不止一个正确选项)
A.F1=6N   B.F=8N    C.θ1=45°   D.θ1<θ2
(3)有关此实验,下列叙述正确的是ABD.(可能有不止一个正确选项)
A.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
B.两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
C.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力
D.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
E.若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整一只弹簧秤拉力的大小即可.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.原来静止的甲、乙两种带电粒子经相同的加速度电场加速后,分别从A、B两点以各自箭头所指的方向射入一个正方形的匀强磁场区域内,经磁场偏转后甲乙均从C点射出,下列判断正确的是(  )
A.甲在磁场中的运动时间是乙的两倍
B.入场时甲粒子的速度是乙的两倍
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D.若减弱区域内的磁场,甲乙都将从BC边射出

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.一个半径为r,质量为m,电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O1点,在O1的正下方有一半径为(L+2r)的圆形匀强磁场区域,其圆心O2与O1在同一竖直线上,如图所示,现使绝缘轻细杆由水平位置由静止释放,下摆中金属环所在平面始终垂直磁场,则下列说法正确的是(  )
A.金属环最终会静止在O1点的正下方
B.金属环在整个过程中产生的焦耳热是mgL
C.金属环在整个过程中产生的焦耳热是$\frac{1}{2}$mg(L+2r)
D.金属环在整个过程中产生的焦耳热是mg(L+r)

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