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9.光滑水平面绝缘桌面上放置两个等量同种电荷,其水平面内连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个质量m=2×10-4kg的小物块自C点由静止释放,小物块带电荷量q=-1×10-4C,其运动的v-t图线如图乙所示,其中B点为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线),则以下分析正确的是(  )
A.由C点到A点,电势先升高后降低
B.由C点到A点物块的电势能一直减小
C.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=$\frac{4V}{m}$
D.A、B两点间的电势差为UAB=10V

分析 根据v-t图象的斜率等于加速度和牛顿第二定律求解电场强度E.根据能量守恒定律分析物块电势能的变化情况.根据电场线方向判断电势的高低.根据动能定理求解AB两点电势差UAB

解答 解:
A、由电势能的公式EP=qφ知,由C到A的过程中,电势逐渐升高.故A错误.
B、由图知,由C到A的过程中,物块的速度不断增大,动能增大,根据能量守恒得:物块的电势能不断减小.故B正确.
C、v-t图象的斜率等于加速度,B点处为整条图线切线斜率最大的位置,说明物块在B处加速度最大,根据牛顿第二定律得:
F=qE=ma,B为中垂线上电场强度最大的点,由图得:B点的加速度为 a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{4}{2}$=2m/s2,E=$\frac{ma}{q}$=$\frac{2×1{0}^{-4}×2}{1×1{0}^{-4}}$V/m=4V/m,故C正确.
D、物块从A到B的过程,根据动能定理得:qUAB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$
则得,UAB=$\frac{1}{2q}$m(${v}_{B}^{2}$-${v}_{A}^{2}$ )=$\frac{1}{2×1×1{0}^{-4}}×2×1{0}^{-4}$×(42-62)=-10V,故D错误.
故选:BC.

点评 解决本题的关键是掌握速度图象的物理意义和动能定理,知道电势与电势能的关系EP=qφ,同时注意电势差是标量,但有正负之分.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

19.用一水平力F拉静止在水平面上的物块,在F从0开始逐渐增大的过程中,加速度a随外力F变化的图象如图所示,g=10m/s2,则下列运算结果正确的是(  )
A.物体与水平面间的最大静摩擦力为7N
B.物体与水平面间的最大静摩擦力为3N
C.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3
D.物体的质量为1kg

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20.如图所示,曲线OAB与X轴所围区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,曲线OAB上的各点坐标满足方程y=0.2sin$\frac{10π}{3}$x(m),磁感应强度B=0.2T,矩形金属线框边长lad=0.2m,lad=0.3m,电阻R=0.1Ω,线框在拉力F的作用下,以u=10m/s的速度水平向右匀速运动,则下列判断正确的是(  )
A.线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向
B.线框中的最大感应电流为4A
C.线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048J
D.线框向右运动0.3m的过程中,通过线框某一截面的电荷量为0.12C

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

17.如图所示,把金属圆环匀速拉出正方形匀强磁场区域的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.向左拉出和向右拉出所产生的感应电流的方向相反
B.不管向什么方向拉出,只要产生感应电流,其方向都是逆时针
C.向右匀速拉出时,感应电流大小不变
D.要将金属圆环匀速拉出,则拉力大小要改变

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,光滑的水平面上有两块完全相同的足够长的木板A和B,在B的右端有一个可以看做 质点的小铁块C,三者的质量都为与A、B间的动摩擦因数都为μ,A、B、C开始都处于静止状态.现 使A以速度v0向右运动并与B相碰,撞击时间极短,碰后A、B粘在一起运动,而小铁块C可以在A、B上滑动,重力加速度为求:
①A与B碰后的瞬间A、B和C的速度.
②小铁块C最终相对木板B滑动的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.如图所示,在xOy平面的第Ⅱ象限的某一区域有垂直于纸面向外的匀强磁场B1,磁场区域的边界为半圆形.有一质量m=10-12kg、带正电q=10-7C的a粒子从O点以速度v0=105m/s,沿与y轴正方向成θ=30°射入第Ⅱ象限,经磁场偏转后,从y轴上的P点垂直于y轴射出磁场,进入第Ⅰ象限,P点纵坐标为yP=3m,y轴右侧和垂直于x轴的虚线左侧间有平行于y轴指向y轴负方向的匀强电场,a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第Ⅳ象限,Q点横坐标xQ=6$\sqrt{3}$m,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B2,其磁感应强度大小B2=B1.不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小(保留三位有效数字);
(2)半圆形磁场磁感应强度B1的大小和半圆形磁场区域B1的最小面积S;
(3)若在a粒子刚进入磁场B1的同时,有另一带电量为-q的b粒子,从y轴上的M点(图中未画)以速度v0垂直于y轴射入电场,a、b粒子将在B2区域迎面相遇于N点,求N点的坐标.(不计a、b粒子间的相互作用力)

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1.如图所示,cd和ef为两固定的竖直光滑金属导轨,电阻不计.导体棒MN和PQ与导轨接触良好,且可沿导轨无摩擦地滑动.PQ棒放置在水平绝缘平台上,在图示h高的区域内有垂直于导轨平面向里的匀强磁场.现让MN棒从距平台上方3h处紧贴导轨自由下落,MN棒刚进入磁场时做匀速直线运动.用i、FN分别表示通过导体棒PQ的电流大小和PQ对桌面的压力大小;用Ek、Ep分别表示导体棒MN的动能、重力势能,x表示导体棒MN相对于释放点的位移.(不考虑导体棒MN与PQ间的相互作用)下图中正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

18.现要测干电池组的电动势E及内阻r.给定的器材有:两个理想电压表  (量程均为3V),理想电流表  (量程为0.6A),滑动变阻器R,待测的电阻R0,两节串联的电池,电键S及导线若干.某同学设计一个如图(a)所示的电路测电池组的电动势及内阻,调节变阻器,两电压表和电流表分别测得多组U1、U2、I的读数,并作出U1-I图(图线1)和U2-I图(图线2),见图(b)

(1)由图可知得出电池组E的电动势为3.0V,内阻为2.0Ω.
(2)若上述电路中少了一个电压表,仍可用一个电路同时测干电池组的电动势E及内阻r.请你在如图(c)线框中画出电路图,并写出简单的实验步骤.
实验步骤:①按电路图连接好电路;,②闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器短路,测得两电表读数为U1、I1,③移动滑片P使滑动变阻器不短路,测得两电表读数为U2、I2,④整理器材,数据处理..

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19.倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽,劲度系数k=20N/m、原长l0=0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连,开始时杆在槽外的长度l=0.3m,且杆可在槽内移动,杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N,杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.质量m=1kg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动.已知弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,式中x为弹簧的形变量.g取10m/s2,sin37°=0.6.关于小车和杆的运动情况,下列说法中正确的是(  )
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B.小车先做匀加速运动,后做加速度先减小后增大的变加速运动
C.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.6m
D.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s

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