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2.如图所示,在等势面沿竖直方向的匀强电场中,一带负电的微粒以一定初速射人电场,并沿直线AB运动,由此可知(  )
A.电场中A点的电势低于B点的电势
B.带电微粒做匀速直线运动
C.微粒在A点时的动能大于在B点时的动能,在A点时的电势能小于在B点时的电势能
D.微粒在A点时的机械能与电势能之和等于在B点时的机械能与电势能之和

分析 解决本题的突破口是:电场力与重力共同作用,使其做直线运动,由力与运动的关系,可知,微粒做匀减速运动,同时注意电场线和等势线垂直,说明电场沿水平方向,从而确定了电场的方向,这样问题就解决了.

解答 解:A、电场线和等势线垂直,所以电场沿水平方向,负电荷受到电场力与重力,使其沿着A到B直线运动,可知,电场力水平向左,故电场的方向水平向右.沿电场线电势降低,所以A点的电势高于B点的电势,故A错误.
B、由上分析可知,受力方向与运动方向相反,故微粒做匀减速运动,故B错误;
C、因粒子做减速运动,故粒子动能减小,电场力做负功,电势能增大,故微粒在A点时的动能大于在B点时的动能,在A点时的电势能小于在B点时的电势能,故C正确;
D、从A到B过程中,由于只有重力和电场力做功,故动能、重力势能与电势能之和保持不变,因此A点时的机械能与电势能之和等于在B点时的动能与电势能之和,故D正确.
故选:CD

点评 本题通过带电粒子在电场中的运动考查了电势、电势能、电场力等问题,解决这类问题的突破口是:做直线运动的物体,是否存在合外力,若有合外力,其方向如何确定.注意电场力的方向与电场方向要根据电荷的电性来确定.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是(  )
A.在相同距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B.任意两点间的电势差,等于场强大小和这两点间距离的乘积
C.电势降落的方向必是场强方向
D.沿着电场线方向,任何相等距离上的电势降落必定相同

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

13.如图所示,在直角坐标系xOy的第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度的大小为E1,在y轴的左侧存在垂直于纸面的匀强磁场.现有一质量为m,带电荷量为-q的带电粒子从第二象限的A点(-3L,L)以初速度v0沿x轴正方向射入后刚好做匀速直线运动,不计带电粒子的重力.
(1)求匀强磁场的大小和方向;
(2)撤去第二象限的匀强磁场,同时调节电场强度的大小为E2,使带电粒子刚好从B点(-L,0)进入第三象限,求电场强度E2的大小.

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10.如图所示,绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E,在与环心等高处有一质量为m、电荷量为-q的小球,由静止开始沿轨道运动,下列说法正确的是(  )
A.小球在运动过程中机械能守恒
B.小球经过最低点时电势能最大
C.小球经过环的最低点时对轨道压力等于3mg-qE
D.小球经过环的最低点时对轨道压力等于3(mg-qE)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

17.如图虚线为一匀强电场的等势面.一带负电粒子从A点沿图中直线在竖直平面内自下而上运动到B,不计空气阻力,此过程中粒子能量的变化情况是:动能变小,动能、重力势能及电势能之和不变(填“变大”、“不变”或“变少”)

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7.如图所示,O点固定,绝缘轻细杆l,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,水平方向的匀强电场的场强为E,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时小球给绝缘杆的力.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

14.竖直放置的两块足够成的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,距负极板距离为b.
(1)小球带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

11.如图所示,质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点,并处在水平向右的大小为E的匀强电场中,小球静止时,丝线与竖直方向的夹角为θ,设重力加速度为g.求:
(1)小球带何种电荷?小球所带的电荷量是多少?
(2)若将丝线烧断,则小球的加速度为多大?将做什么运动?(设电场范围足够大)

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2.(  )
A.带电体在圆形轨道C点的速度大小为2$\sqrt{2}$m/s
B.落点D与B点的距离xBD=0
C.带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7N
D.带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为3($\sqrt{2}$+1)N

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