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20.如图,长为L,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端时的速度仍为v0,则(  )
A.A点电势比C点电势低
B.小球在C点的电势能小于在A点的电势能
C.AC两点的电势差为$\frac{mgLsinθ}{q}$
D.若电场是匀强电场,则该场强的最小值是$\frac{mgsinθ}{q}$

分析 根据电场力做功的正负,判断小球电势能的大小,当电场力做正功时,小球电势能减小;相反,电势能增大.再根据电势的定义分析电势的大小关系;
据动能定理和电场力做功公式结合,求解A、B两点的电势差.若电场是匀强电场,根据力学知识确定电场力的最小值,再确定场强的最小值.

解答 解:A、小球从A运动到C的过程中,重力势能增加,电势能减小,则小球在C点的电势能一定小于小球在A点的电势能,因粒子带正电,故A点的电势比C点电势高,故A错误,B正确;
C、根据动能定理得:-mgLsinθ+qUAC=$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv02=0,得到:UAC=$\frac{mgLsinθ}{q}$.故C正确;
D、若电场是匀强电场,电场力恒定,到达C点时小球速度仍为v0,故小球做匀速直线运动,电场力与重力、支持力的合力为零.小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ一定,则当电场力沿斜面向上,大小为F=mgsinθ时,电场力最小,场强最小,又电场力F=Eq,则该电场的场强的最小值一定是$\frac{mgsinθ}{q}$.故D正确;
故选:BCD.

点评 本题是带电体在电场中运动问题,要转换思维,就把电场力当作一般的力,将这类问题当作力学问题去处理即可正确解答.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

10.如图所示(俯视图),在竖直方向的磁感应强度为B=0.25T的匀强磁场中,金属框架MNPQ(框架电阻忽略不计)固定在水平面内,MN与PQ平行且足够长,MN与PQ相距d=$\frac{{\sqrt{3}}}{4}$m,MP与PQ夹角θ=60°,光滑均匀导体棒EF(垂直于PQ)在外力作用下以垂直于自身的速度v=2m/s向右匀速运动,导体棒在滑动过程中始终保持与框架良好接触,且导体棒每米的电阻为0.4Ω,经过P点瞬间作为计时起点.试求:
(1)电路中电流大小I与时间t的关系式;
(2)定量作出外力的功率P与时间t的函数图象,并由图象求出前4s内外力所做的总功W.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

11.如图所示,一个粒子质量为m、带电量为+Q,以初速度v0与水平面成45°角射向空间匀强电场区域,粒子恰做直线运动,则这匀强电场的强度最小值为$\frac{\sqrt{2}mg}{2q}$;方向是斜向左上方,与水平方向成45度角.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

8.如图所示,在水平向左的匀强电场中,一个质量为m 带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳与竖直方向的夹角θ=53°,绳长为l,B、C、D到O点的距离均为l,BD水平,OC竖直.BO=CO=DO=l.
(1)小球带何种电荷?如小球的电量为Q,则电场强度为多少?
(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,小球做何种运动?加速度为多少?(计算结果可带根号,取sin53°=0.8)

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为$\frac{v}{2}$,仍从左侧中点水平射入且恰好穿过电场,则正确的是(  )
A.仅将粒子的电荷量变为原来的$\frac{1}{4}$B.仅将两板间电压减为原来的$\frac{1}{2}$
C.仅将两板间距离增为原来的9倍D.仅将两板长度减为原来的$\frac{1}{2}$

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

5.如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2 kg,所带电荷量为+2.0×10-8 C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成30°角,绳长L=0.2m,g=10m/s2,求:
(1)这个匀强电场的电场强度大小;
(2)突然剪断轻绳,小球做什么运动?加速度大小和方向如何?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为v,保持两板间的电压不变,则(  ) 
A.当增大两板间的距离时,速度v增大
B.当减小两板间的距离时,速度v减小
C.当减小两板间的距离时,速度v不变
D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间增大

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

9.一个电容器的规格是“10 μF 50V”,则(  )
A.这个电容器的电容为10-5 F
B.这个电容器加上50 V电势差时,电容才是10 μF
C.这个电容器没有电势差时,电容为0
D.这个电容器加的电势差不能低于50 V

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.关于质点,下列哪一种说法是正确是(  )
A.只有小的物体才能看成质点
B.任何物体在一定条件下都可以看成质点
C.任何物体在任何条件下都可以看成质点
D.讨论地球自转时,可把地球看成质点

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