20．如圖所示為真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，a、b分別是其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，其中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ea=E0，b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Eb=3E0，且Ea、Eb間的夾角大于90°，方向如圖所示．一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場(chǎng)中由a運(yùn)動(dòng)到b，則（　　）
A．a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra：rb=3：1
B．a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra：rb=$\sqrt{3}$：1
C．a、b兩點(diǎn)處的電勢(shì)的大小關(guān)系為φa＞φb
D．在把檢驗(yàn)電荷q沿直線從a移到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功

分析 運(yùn)用幾何的方法找出點(diǎn)電荷Q的位置，求出a、b兩點(diǎn)到Q的距離之比，由$E=\frac{kQ}{{r}^{2}}$求解場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系，并比較電勢(shì)的高低及受到的電場(chǎng)力的大�。�

解答 解：A、通過(guò)作圖找出點(diǎn)電荷Q的位置，如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度的公式E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$，
可知，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra：rb=$\sqrt{3}$：1，故A錯(cuò)誤、B正確；
C、從圖乙中可知，Q帶正電，因?yàn)樵娇拷鼒?chǎng)源正電荷的點(diǎn)，其電勢(shì)越高，所以φa＜φb，故C錯(cuò)誤；
D、檢驗(yàn)電荷q帶負(fù)電，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)由$E=\frac{kQ}{{r}^{2}}$求解場(chǎng)強(qiáng)的大小．根據(jù)電場(chǎng)線的方向來(lái)比較電勢(shì)的高低．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究小車(chē)的加速度與所受合力的關(guān)系．將裝有力傳感器的小車(chē)放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車(chē)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0，以此表示小車(chē)所受摩擦力的大小．再將小車(chē)放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F1．

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車(chē)，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車(chē)的加速度a=0.16m/s2．
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車(chē)加速度a與合力F
（F=F1-F0）的關(guān)系圖象．不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．如圖丙的圖象中可能正確的是B．
（3）同一次實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)釋放前傳感器示數(shù)F1與小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F2的關(guān)系是F1＞F2（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是D．
A．小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量
B．實(shí)驗(yàn)中需要將長(zhǎng)木板右端墊高
C．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量
D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．如圖甲所示是某同學(xué)探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)的裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.25mm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，若要得到滑塊的動(dòng)能，還需要測(cè)量的物理量是滑塊的質(zhì)量m，若由力傳感器測(cè)出拉力F的大小，要得到合外力對(duì)滑塊所做的總功，還需要測(cè)量的物理量是A與B間的距離s，要驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為Fs=$\frac{mldf1lx1^{2}}{2{t}^{2}}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
①實(shí)驗(yàn)器材有：長(zhǎng)木板、小車(chē)（前面帶小鉤）、學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、6條規(guī)格相同的橡皮筋、紙帶、刻度尺、天平、小鐵釘2個(gè)、導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān)．
在上述實(shí)驗(yàn)器材中，多余的器材是天平；
②實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下
A．將長(zhǎng)木板放到水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，依圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材；
B．先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉伸到一定的長(zhǎng)度，整理好紙帶，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，編號(hào)為1；
C．換用紙帶，改用2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都相等，打出的紙帶，分別編號(hào)為2、3…
D．由紙帶算出小車(chē)獲得的速度：根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車(chē)獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算．
把第一次實(shí)驗(yàn)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W0，則第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)對(duì)小車(chē)做的功分別計(jì)記為2W0、3W0…，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格里．
E．對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)、v2（也可能是其他關(guān)系）為橫坐標(biāo)作圖；
F．整理實(shí)驗(yàn)器材
以上實(shí)驗(yàn)步驟中有疏漏的步驟是：A，有錯(cuò)誤的步驟是D．（填寫(xiě)步驟前相應(yīng)的符號(hào)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

15．電子感應(yīng)加速器（betatron）的基本原理如下：一個(gè)圓環(huán)真空室處于分布在圓柱形體積內(nèi)的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向沿圓柱的軸線，圓柱的軸線過(guò)圓環(huán)的圓心并與環(huán)面垂直．圓中兩個(gè)同心的實(shí)線圓代表圓環(huán)的邊界，與實(shí)線圓同心的虛線圓為電子在加速過(guò)程中運(yùn)行的軌道．已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律為B=B0cos（$\frac{2πt}{T}$），其中T為磁場(chǎng)變化的周期．B0為大于0的常量．當(dāng)B為正時(shí)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面指向紙外．若持續(xù)地將初速度為v0的電子沿虛線圓的切線方向注入到環(huán)內(nèi)（如圖），則電子在該磁場(chǎng)變化的一個(gè)周期內(nèi)可能被加速的時(shí)間是（　�。�
A．0～$\frac{T}{4}$B．$\frac{T}{4}$～$\frac{T}{2}$C．$\frac{T}{2}$～$\frac{3T}{4}$D．$\frac{3T}{4}$～T

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示，兩塊帶電平行板相距5cm，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為1.2×103V/m，求：
（1）兩板間的電勢(shì)差為60V．
（2）電場(chǎng)中的P1點(diǎn)距A板為0.5cm，P2點(diǎn)距B板也為0.5cm，P1和P2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為-48V．
（3）若將B板接地（即φB為0），P1和P2兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φ1=-54V，φ2=-6V．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．為了“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，查資料得知，彈簧的彈性勢(shì)能Ep=$\frac{1}{2}$kx2，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧長(zhǎng)度的變化量．
某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球（質(zhì)量為m）運(yùn)動(dòng)來(lái)探究這一問(wèn)題．
為了研究方便，把小鐵球O放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)，讓小球O在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，即只有彈簧推力做功．
該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來(lái)，在彈簧的另一端掛上小鐵球O，靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d．

在此步驟中，目的是要確定物理量彈簧勁度系數(shù)k，用m、d、g表示為$\frac{mg}rxlpfbz$．
接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將這根彈簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小鐵球O壓縮，測(cè)得壓縮量為x，釋放彈簧后，小鐵球O被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小鐵球O在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)．
小鐵球O的初動(dòng)能Ek1=0．
小鐵球O的末動(dòng)能Ek2=$\frac{{mg{L^2}}}{4h}$．
彈簧對(duì)小鐵球O做的功W=$\frac{{mg{x^2}}}{2d}$．（用m、x、d、g表示）
對(duì)比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，即在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．為了探究“合外力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
第一步：如圖甲所示，把木板一端墊起，滑塊通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩與一質(zhì)量為m的重錘相連，重錘下連一紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)．
第二步：如圖乙所示，保持木板傾角不變，取下細(xì)繩和重錘，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近定滑輪處，將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，
第三步：接通電源釋放滑塊，使之從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，打出的紙帶如圖丙所示．其中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)0時(shí)，滑塊的速度為零，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)．

（1）根據(jù)紙帶求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vE=$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$，
（2）合外力在OE段對(duì)滑塊做功的表達(dá)式WOE=mgx5；（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭）
（3）利用圖丙數(shù)據(jù)求出各段合外力對(duì)滑塊所做的功形及A、B、C、D、E各點(diǎn)的瞬間速度v，以v2為縱軸，以W為橫軸建坐標(biāo)系，作出v2-W圖象，發(fā)現(xiàn)它是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，測(cè)得直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M=$\frac{2}{k}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．如圖所示，水平木板上有質(zhì)量m=1.0kg的物塊，受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用，用力傳感器測(cè)出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大�。≈亓铀俣萭=10m/s2，下列判 斷正確的是（　�。�
A．5 s內(nèi)物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．4 s末物塊所受合力大小為4.0 N
C．物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
D．6 s～9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2

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