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19.如圖所示,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm,A、B、C三點都在勻強電場中,把一個電量q=10-5C的正電荷從A移到B,電場力做功為零;從B移到C,電場力做功為-$\sqrt{3}$×10-5J,試計算:
(1)AC間的電勢差?
(2)若規定B點電勢為零,則C點的電勢為多少?
(3)勻強電場的場強大小及方向?

分析 (1)根據一個q=10-5 C的正電荷從A移到B,電場力做功為零,可知,A與B電勢相等.根據電荷從B移到C,電場力做功為-1.73×10-3 J,由電勢差的公式求出BC間的電勢差.從而得到AC間的電勢差.
(2)根據電勢差等于電勢之差,由BC間的電勢差求出C點的電勢.
(3)根據等勢線與電場線垂直,作出電場線,由公式E=$\frac{U}p9vv5xb5$求場強大小,式中d是兩點沿電場線方向的距離.

解答 解:(1)據題,q=10-5 C的正電荷從A移到B,電場力做功為零,則A與B電勢相等,即A、B間的電勢差UAB=0,AB連線是一條等勢線.
BC間電勢差為 UBC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{-\sqrt{3}×1{0}^{-5}}{1{0}^{-5}}$=-$\sqrt{3}$V≈-1.73V
則AC間的電勢差 UAC=UAB+UBC=-1.73V
(2)若規定B點電勢為零,由UBCBC,得C點的電勢為 φC=1.73V
(3)電場線方向垂直于AB向下.如圖.則該勻強電場的場強大小:E=$\frac{{U}_{CB}}{BCsin60°}$=$\frac{1.73}{0.2×\frac{\sqrt{3}}{2}}$V/m=10V/m
答:
(1)AC間的電勢差是-1.73V.
(2)若規定B點電勢為零,則C點的電勢為1.73V.
(3)勻強電場的場強大小為10V/m,方向垂直于AB指向右下方.

點評 本題根據題設條件找到等勢點,作出等勢線,根據電場線與等勢線垂直,并由高電勢處指向低電勢處作電場線是常規思路.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示.當氣墊導軌正常工作時導軌兩側噴出的氣體使滑塊懸浮在導軌上方,滑塊運動時與導軌間的阻力可忽略不計.在氣墊導軌上相隔一定距離L的兩處安裝兩個光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出高電壓,兩光電傳感器采集數據后與計算機相連.滑塊在細線的牽引下向左加速運動,遮光條經過光電傳感器A、B時,通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖線.

(1)當采用圖甲的實驗裝置進行實驗時,下列說法中正確的是C
A.滑塊P機械能守恒B.鉤碼Q機械能守恒
C.滑塊P和鉤碼Q組成的系統機械能守恒D.以上三種說法都正確
(2)實驗前,接通電源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上,輕推滑塊,當圖乙中的△t1=△t2(選填“>”“=”或“<”)時,說明氣墊導軌已經水平.
(3)滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖乙所示,若△t1、△t2、遮光條寬度d、A與B間的距離L、滑塊質量M、鉤碼質量m已知,若上述物理量間滿足關系式mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$)2,則表明在上述過程中,滑塊和鉤碼組成的系統機械能守恒.
(4)若遮光條寬度d=8.400mm,A、B間的距離L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑塊質量M=180g,鉤碼Q質量m=20g,則滑塊從A運動到B的過程中系統勢能的減少量△Ep=0.314 J,系統動能的增量△Ek=0.300 J.(g=9.80m/s2,計算結果保留三位有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.下列物理量中,都是矢量的是(  )
A.位移、時間、速度B.速度、速率、加速度
C.加速度、力、速度D.路程、時間、位移

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.研究加速度和力的關系時,同學們設計了如圖1所示的實驗裝置,砂和砂桶的質量為m,滑塊質量為M,動滑輪質量不計.

(1)實驗時,一定要進行的操作是BCD.
A.用天平測出砂和砂桶的質量.
B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力.
C.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數.
D.改變砂和砂桶的質量,打出幾條紙帶.
E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M
(2)該同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶(兩計數點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據紙帶可求出小車的加速度為2.1m/s2(結果保留兩位有效數字).
(3)以彈簧測力計的示數F為橫坐標,加速度為縱坐標,畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質量為D.
A.2tanθ             B.$\frac{1}{tanθ}$             C.k             D.$\frac{2}{k}$
(4)如果當時電網中交變電流的頻率是f=51Hz,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比偏小(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,空間有一電場,電場中有兩個點a和b,下列說法正確的是(  )
A.b點的電場強度比a點的電場強度大
B.負電荷從a點移到b點,電勢能減少
C.a點的電勢比b點的高
D.將電量相同的正電荷分別放在a、b兩點,在b點的正電荷電勢能較大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,在一電場強度為E的勻強電場中放一金屬空心導體,圖中a、b分別為金屬導體內部與空腔中的點,導體處于靜電平衡狀態(各處電場為0,處于等勢體),則(  )
A.a、b兩點的電場強度都為零B.a點電場強度為零,b點不為零
C.a點電勢高于b點電勢D.a、b兩點電場強度均不為零

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11.某實驗小組成員利用如圖甲所示裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗,通過改變彈簧下面所掛鉤碼個數,測出彈力和彈簧伸長的幾組數據:
彈力F/N0.51.01.52.02.5
彈簧的伸長量x/cm2.65.06.89.812.4
(1)請你在如圖乙中的坐標紙上作出F-x圖象,
(2)實驗得到的結論為在彈性限度內,彈簧的彈力與伸長量成正比
(3)此彈簧的勁度系數為20N/m
(4)若小組成員先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L-L0作為彈簧的伸長量x,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖象可能是圖丙中的C.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.已知一個均勻帶電的薄球殼上的電荷在殼內任意一點產生的電場強度均為零,在殼外某點產生的電場強度,等同于把殼上電量全部集中在球心處的點電荷所產生的電場強度,即:E=$\left\{\begin{array}{l}{0,(r<R)}\\{k\frac{Q}{{r}^{2}},(r>R)}\end{array}\right.$,式中R為球殼的半徑,r為某點到球殼球心的距離,Q為球殼所帶的電荷量,k為靜電力常量.在真空中有一半徑為R、電荷量為-Q的均勻帶負電薄球殼,球心位置O固定,P為球殼外一點,M為球殼內一點,如圖所示,以無窮遠處為電勢零點,關于P、M兩點的電場強度和電勢,下列說法中正確的是(  )
A.若Q不變,M點的位置也不變,而令R變小(M點仍在殼內),則M點的電勢降低
B.若Q不變,M點的位置也不變,而令R變小(M點仍在殼內),則M點的場強不變
C.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的場強不變
D.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的電勢升高

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9.下列游標卡尺讀數為9.65mm,螺旋測微器讀數為11.897mm.

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