【题目】在静电场中把电荷量为2.0×10-9 C的正电荷从A点移动到B点,静电力做功为-1.5×10-7 J,再把该电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×10-7 J.
(1)A、B、C三点中哪点的电势最高,哪点的电势最低;
(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大;
(3)把-1.5×10-9 C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功.
【答案】(1) B点的电势最高,C点的电势最低 (2) (3) -1.875×10-7J
【解析】
(1)(2)把电荷量为2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功为-1.5×10-7J,
根据,可得:
将2.0×10-9C的正电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×10-7J
根据,可得:
将2.0×10-9C的正电荷从A点到C点的过程中,电场力做功为:
WAC=WAB+WBC=2.5×10-7J
则有:
知B点电势比A点电势高75V,C点电势比B点低200V,则B点的电势最高,C点的电势最低。
(3)把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点,静电力做功:
WAC=q′UAC=-1.5×10-9×125J=-1.875×10-7J
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【题目】如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L,在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用),粒子的比荷为 ,发射速度大小都为v0,且满足.粒子发射方向与OC边的夹角为θ,对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子有可能打到A点
B. 以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C. 以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出
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【题目】图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0s时刻的波形图。已知t1=0.3s时,质点P首次位于波谷,质点Q的坐标是(1.5,0),质点M的坐标是(13,0)(图中未画出),则以下说法正确的是( )
A.该波的传播速度为0.3m/s
B.从t=0开始,质点Q一定比P先到达波峰
C.每经过0.3s,质点Q的路程一定是15cm
D.在t2=1.6s时刻,质点M第二次位于波峰
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【题目】真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1=0和x2=4a的两点,在它们的连线上场强E与x关系如图所示(取x轴正方向为场强正方向,无穷远处为电势零点),以下判断正确的是( )
A.Q1、Q2都带正电
B.Q1与Q2的电荷量之比是1:3
C.x轴上a处的电势小于零
D.正点电荷q在x轴上2a处的电势能比在3a处的小
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【题目】如图所示,将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧,一端固定于水平天花板上相距为2L的两点,另一端共同连接一质量为m的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°.若将物体的质量变为M,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),M:m等于( )
A.9:32B.9:16C.3:8D.3:4
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【题目】如图所示,一透明玻璃半球竖直放置,OO′为其对称轴,O为球心,球半径为R,半球左侧为圆面,右侧为半球面。现有一束平行红光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球,玻璃半球对红光的折射率为,真空中的光速为c,不考虑光在玻璃中的多次反射,(若计算需要用到sin15°,取sin15°=),求:
(i)从左侧射入能从右侧半球面射出的入射光束截面积占左侧入射面圆面积的比例;
(ii)光线从距O点处入射经玻璃半球偏折后到与对称轴OO′相交所用的传播时间。
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【题目】在电场中我们已经学过,三个点电荷在同一条直线上均处于平衡状态时,定满足:“两同夹一异,两大夹一小,近小远大”。仿造上面的规律,假设有三根相同的通电长直导线平行放在光滑水平地面上的A、B、C三个位置并处于静止状态,截面如图所示。已知AB=BC,直线电流在周围产生的磁场的磁感应强度公式为,其中k是常数,I是导线中电流的大小,r是某点到导线的距离,关于三根导线中的电流方向和电流大小的比例关系,正确的是( )
A.A、B中电流方向一定相同
B.A、C中电流方向一定相反
C.三根导线中的电流强度之比为4:1:4
D.三根导线中的电流强度之比为2:1:2
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【题目】为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R,实验室提供以下器材:
待测线圈L(阻值约为5Ω);电流表A1(量程3.0A,内阻r1约为0.2Ω);电流表A2(量程0.6A,内阻r2 =1.0Ω);滑动变阻器R1(0~ 10Ω);电压表V(3V量程,约为2kΩ);电阻箱R2(0 ~99.9Ω);电源E(电动势E约为3V,内阻很小);单刀单掷开关S1、S2;导线若干。
(1)某实验小组按如图(a)所示的电路测量线圈L的直流电阻RL。实验主要步骤如下:
①按电路图连接好电路,断开开关S1、S2,滑动变阻器R1的滑片移动___ (填“左”或者“右")端;
②闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器R的滑片至适当位置,记下电流表A2的示数为I2,电压表V的示数为U,线圈L的直流电阻的测量值的计算式为RL =_____;
③测量完后,应先断开开关S2,再断开开关S1,其理由是_________。
(2)若只提供一个开关S1,为避免自感现象对电表的影响,经讨论,同学们认为可以利用两个电流表和一个电阻箱达到测量的目的。图(b)方框中已画了部分电路,请根据你的设计,在方框中完成电路图________。
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【题目】如图(甲)的演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多用锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究:如图(乙)所示,电容为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为E、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。假设小球与极板发生碰撞后,小球的速度立即变为零,带电情况也立即改变,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的k倍(k<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势E至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求:在T时间内电源输出的平均电流。
(3)现调整金属板间距足够大,让其接上可充电和放电的电路装置,然后进行下述操作:第一步,给金属A、B板充电,让A、B两极板带上一定的电荷量,使得锡箔纸揉成的小球P在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态.第二步,给A、B板继续充电使其电荷量突然增加ΔQ1,让油滴开始竖直向上运动t秒.第三步,在上一步基础上使电容器突然放电ΔQ2,观察到又经t秒后,油滴刚好回到原出发点.设小球P在运动过程中未与极板接触.求ΔQ1和ΔQ2的比值.
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