【题目】如图所示,实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以正点电荷为圆心的圆,M点是两点电荷连线的中点,M、N两点的电场强度大小分别为、,电势分别为、,则下列判断中正确的是( )
A.,
B.若将一正点电荷从虚线上M点移动到N点,该点电荷的电势能增加
C.若将一负点电荷从虚线上M点移动到N点,电场力做功为零
D.若点电荷仅受该电场的电场力作用,不可能做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】
A.由电场线的分布情况可以知道,N处电场线比M处电场线疏,则N处电场强度比M处电场强度小,即:
而沿着电场线方向电势逐渐降低,由图可知有:
故A错误;
B.由:
可知正电荷在电势高处电势能大,所以对于正电荷有:
故将一正点电荷从虚线上M点移动到N点,该点电荷的电势能增加,B正确;
C.因为M、N两点电势不同,对于负电荷有:
故将一负点电荷从虚线上M点移动到N点,电势能减小,电场力做正功,故C错误;
D.如图所示,取一点P,当正电荷以一个恰当的速度垂直PM进入电场时,若满足:
根据牛顿第二定律和向心力公式可得:
所以带电粒子可以以PM为半径M点为圆心做匀速圆周运动;再根据电场分布的对称性可知在双电荷的左边对称位置可以让负电荷做匀速圆周运动,故D错误。
故选B。
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【题目】如图所示,半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点,半径R=0.1m,其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面C端离地高度h=0.15m,E端固定一轻弹簧,原长为DE,斜面CD段粗糙而DE段光滑。现给一质量为0.1kg的小物块(可看作质点)一个水平初速,从A处进入圆轨道,离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处,且速度方向恰平行于斜面,物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回,第一次恰能返回到最高点C。物块与斜面CD段的动摩擦因数,斜面倾角θ=30°,重力加速度g=10m/s2,不计物块碰撞弹簧的机械能损失。求:
(1)物块运动到B点时对轨道的压力为多大?
(2)CD间距离L为多少米?
(3)小物块在粗糙斜面CD段上能滑行的总路程s为多长?
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【题目】如图所示为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数,四根模拟输电线的电阻、、、的阻值均为R,、为相同的理想交流电流表,、为相同的小灯泡,灯丝电阻,忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时( )
A.、两表的示数相同
B.、两灯泡的亮度相同
C.消耗的功率大于消耗的功率
D.两端的电压小于两端的电压
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【题目】如图所示,x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,坐标原点处有一正离子源,单位时间在xOy平面内发射n0个速率为υ的离子,分布在y轴两侧各为θ的范围内。在x轴上放置长度为L的离子收集板,其右端点距坐标原点的距离为2L,当磁感应强度为B0时,沿y轴正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点。整个装置处于真空中,不计重力,不考虑离子间的碰撞,忽略离子间的相互作用。
(1)求离子的比荷;
(2)若发射的离子被收集板全部收集,求θ的最大值;
(3)假设离子到达x轴时沿x轴均匀分布。当θ=370,磁感应强度在B0 ≤B≤ 3B0的区间取不同值时,求单位时间内收集板收集到的离子数n与磁感应强度B之间的关系(不计离子在磁场中运动的时间)
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【题目】如图所示,平行板电容器与电动势为 E′的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量 很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小 段距离,则说正确的是( )
A. 平行板电容器的电容将变小
B. 静电计指针张角变小
C. 平行板电容器的电量不变
D. 若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力变小
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【题目】(14分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。
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【题目】霍尔式位移传感器的测量原理如图所示,有一个沿z轴方向的磁场,磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数),将传感器固定在物体上,保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图中箭头所示),当物体沿z轴方向移动时,由于位置不同,霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同。则( )
A.磁感应强度B越大,上、下表面的电势差U越大
B.k越大,传感器灵敏度越大
C.若图中霍尔元件是电子导电,则上表面电势高于下表面电势
D.电流I取值越大,上、下表面的电势差U越小
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【题目】如图甲所示为一间距为、且间距足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图乙所示),设和已知.A板上O处有一静止的带电粒子,其带电荷量为,质量为(不计重力),时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向,粒子又向A板返回(粒子未与B板相碰).
(1)当时,求带电粒子在时刻的动能.
(2)为使带电粒子在一个周期时间内能回到O点,要大于多少?
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【题目】(18分)如图所示,凸字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且aB.cd边保持水平,重力加速度为g;求
(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍
(2)磁场上下边界间的距离H
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