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17.如图甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图乙所示.则(  )
A.Q2带正电
B.a、b两点的电势φa>φb
C.a、b两点电场强度Ea>Eb
D.试探电荷从b到a的过程中电势能减小

分析 解答本题可根据速度图象的斜率等于加速度,则知电荷经过a的加速度为零,可判断出Q2一定带负电;根据速度的变化,分析动能变化,根据负电荷在电势低处电势能大判断电势的高低,并判断电势能的变化.

解答 解:A、根据速度图象的斜率等于加速度,由图知,试探电荷经过a点时的加速度为零,由牛顿第二定律得知,电荷在a点所受的电场力为零,a点的合场强必为零,Q1、Q2在a点产生的场强大小相等、方向相反,故Q2一定带负电.故A错误.
BD、由图知:从b点到a点正电荷的速度减小,动能减小,则电势能增大,而正电荷在电势高处电势能大,则a、b两点的电势φa>φb.故B正确,D错误.
C、a的场强为零,b的场强不零,则Eb>Ea.故C错误.
故选:B.

点评 本题的解题之处在于确定出电荷在a点的加速度为零,根据能量守恒判断电势能的变化,确定电势的大小.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.在如图所示的电路中,电源的电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板的距离相等,极板长L=0.20m,两极板的间距d=1.0×l0-2m,g取10m/s2
(1)若最初开关S处于断开状态,则将其闭合后,流过R4的电荷量为多少?
(2)若开关S断开时,有一个带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间,带电微粒刚好沿虚线匀速运动,则:当开关S闭合后,此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间后,能否从极板间射出?(要求写出计算和分析过程)

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8.如图甲所示放射源s中的粒子不断飘入(初速度为零)两平行的金属板a、b间,经ab间电场加速后从O点垂直于边界进入b板右侧的匀强磁场中.已知粒子质量为m,带电量为q(q>0),ab两板间的距离为d,它们之间电压如图乙所示变化,电压最大值为U0,周期为T=2d$\sqrt{\frac{2m}{q{U}_{0}}}$匀强磁场方向垂直纸面向里的,磁感应强度为B=$\frac{1}{a}$$\sqrt{\frac{2m{U}_{0}}{q}}$;不考虑电荷之间库仑力的作用和重力作用.求:

(1)t=0时刻进入加速电场的粒子进入磁场的速度大小;
(2)t=0时刻进入加速电场的粒子在磁场中运动轨道半径r和运动时间t
(3)画出所有粒子在磁场中运动的区域(用阴影线表示),并求出该区域面积大小.

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5.边长为L的正方形线框在恒力F的作用下沿x轴运动,穿越如图所示的有界匀强磁场.已知磁场的宽度为2L,且线圈刚好匀速进入磁场,则在穿越的过程中,线框中感应电流随位移变化的图象可能是(  )
A.B.C.D.

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12.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12cm,大气压强为p0=75cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变).

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2.研究自由落体运动时,起始点O到D的时间为t,计数点A、B、C、D各点相邻时间间隔为T,为了计算纸带上C点时的重物的速度大小,其中正确的是(  )
A.υC=$\sqrt{2g{h}_{3}}$B.υC=gtC.υC=$\frac{{h}_{4}-{h}_{2}}{2T}$D.υC=$\frac{{h}_{4}-{h}_{3}}{T}$

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9.某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d(读数如图1所示).

(1)该单摆在摆动过程中的周期为$\frac{2t}{n-1}$.
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=$\frac{4{π}^{2}(n-1)^{2}(L+\frac{d}{2})}{4{t}^{2}}$.
(3)从图可知,摆球的直径为9.30mm.
(4)实验结束后,发现测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的BD.
A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间
C.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
(5)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图2所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图3所示,则该单摆的振动周期为2t0; 若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将变大;图乙中的△t将变大(  填“变大”、“不变”或“变小”).

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6.如图甲所示的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生正弦交流电,图乙所示为变压器电路,原副线圈匝数比为2:1,副线圈中定值电阻的阻值为R,下列说法正确的是(  )
A.线圈平面与磁场垂直时,线圈中的磁通量变化率最大
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C.将线圈的匝数增加l倍,转速增加1倍,则线圈中的电流有效值增大为原来的2倍
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7.如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑动变阻器,当电压表读数为0.60V时,电流表读数恰好为零,该金属的极限频率为4.6×1014Hz;光电子的最大初动能为0.60eV.

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