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14.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,不计带电粒子重力,则(  )
A.A、N点的电场强度大小为零
B.N、C间场强方向沿x轴正方向
C.将一正点电荷静放在x轴负半轴,它将一直做加速运动
D.将一负点电荷从N点移动到D点,电场力先做正功后做负功

分析 φ-x图象的斜率等于电场强度E.根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示,由于沿着电场线电势逐渐降低,可知场强的方向.根据电场力与速度方向分析电场力做功的正负.

解答 解:A、φ-x图象的斜率等于电场强度E,图线在A、N两点处的斜率都不等于0,则知N、A两点的场强均不为零,故A错误;
B、由图可知:从N到C,电势升高,根据顺着电场线电势降低可知,N、C间电场强度方向沿x轴负方向,故B错误;
C、根据图象,结合矢量的叠加可知,x轴负半轴的电场强度方向指向x轴的负方向,所以若将一正点电荷静放在x轴负半轴,则电场力指向x轴负方向,因此电场力与速度方向相同,正点电荷一直做加速运动,故C正确;
D、N→D段中,电势先高升后降低,所以场强方向先沿x轴负方向,后沿x轴正方向,将一负点电荷从N点移到D点,受到的电场力方向先沿x轴正方向,后沿x轴负方向,因此电场力先做正功后做负功.故D正确;
故选:CD.

点评 电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否,也可以利用电场力与运动方向判断电场力做功的正负.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.水平桌面上放有一个质量为1kg的物体.物体与桌面间的动摩擦因数为0.1.最大静摩擦力为1.5N.此时两个大小为6N的水平力互成120°角在物体上.那么(  )
A.物体在水平方向受到1.5N的静摩擦力
B.物体在水平方向上的合外力大小为6N
C.物体将以5m/s2的加速度做匀速直线运动
D.物体在竖直方向上所受合外力大小为5N

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14.一水平放置的木板上放有砝码,砝码与木板间的动摩擦因数为μ,让木板在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,假如运动中木板始终保持水平,砝码始终相对木板静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么下列说法正确的是(  )
A.在通过轨道最高点时砝码处于超重状态
B.在经过轨道最低点时砝码所受静摩擦力最大
C.匀速圆周运动的速度一定不大于$\sqrt{μgR}$
D.在通过轨道最低点和最高点时,砝码对木板的压力差为砝码重力的6倍

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2.如图,在光滑水平桌面上,A物体通过一不可伸长的细绳沿水平方向绕过定滑轮与B物体相连,已知A 和B的质量均为m,不计绳和滑轮间的摩擦,水平桌面足够长,在绳子拉直的情况.让B物体从静止释放,在B物体下降高度为h时,A的加速度大小及B的速度大小分别为(  )
A.g,$\sqrt{2gh}$B.$\frac{1}{2}$g,$\sqrt{gh}$C.g,$\sqrt{gh}$D.$\frac{1}{2}$g,$\sqrt{2gh}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平面的夹角α=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上.长为d的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路,灯泡的电阻RL=3R,电阻箱电阻调到R′=6R,重力加速度为g.现闭合开关S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=mg的恒力,使金属棒由静止开始运动.
①求金属棒能达到的最大速度;
②若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热;
③若改变R′的阻值,当R′为何值时,在金属棒达到最大速度后,R′消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?

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19.如图所示,半径r=20cm的金属圆环和导体棒OA位于同一平面内,O点在直径CD的延长线上,OC=r,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于金属圆环和导体棒所在平面向里.已知金属圆环的电阻R1=8Ω,导体棒OA长l=60cm,电阻R2=3Ω,现让导体棒绕O点以角速度ω=5rad/s沿顺时针方向匀速转动,已知金属圆环与导体棒粗细均匀,且二者接触良好,下列说法正确的是(  )
A.导体棒转动到图示虚线位置时,产生的电动势为0.36V
B.导体棒转动到图示虚线位置时,OA两点间电势差大小为0.1V
C.导体棒转动到图示虚线位置时,金属圆环消耗的电功率为3.2×10-3W
D.导体棒转动到图示虚线位置时,金属圆环所受安培力为0

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6.如图,两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置,其中R1=R2=2R,导轨电阻不计,导轨宽度为L,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B.导体棒ab的电阻为R,垂直导轨放置,与导轨接触良好.释放后,导体棒ab沿导轨向下滑动,某时刻流过R2的电流为I,在此时刻(  )
A.金属杆ab消耗的热功率为4I2RB.重力的功率为6I2R
C.导体棒的加速度大小可能大于gD.导体棒受到的安培力的大小为2BIL

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3.如图所示,两根正对的平行金属直导轨MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50m,轨道的M、M′之间有一阻值R=0.50Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50m,直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.60T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合,现有一质量m=0.20kg,电阻r=0.10Ω恰好能放在轨道上的导体杆静止在距磁场左边界S=2.0m处,在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去,导体杆穿过磁场区域后,沿半圆形轨道运动,结果恰好通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2.则下列说法正确的是(  )
A.导体杆刚进入磁场时,电阻中的电流方向由M指向M′
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4.质量为m的物体,以v0的初速度沿平直斜面上滑,到达最高点后又返回原处时的速度为v1,且v1=0.5v0,若物体与斜面的材料相同,则(  )
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B.上滑和下滑的过程中支持力的冲量都等于零
C.在整个过程中合力的冲量大小为$\frac{3mv_0}{2}$
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