内容正文:
解析:(1)小物块从A点运动到P点,由动能定理得:
qU=mv2-0
可得v=
代入数据解得v=2 m/s。
(2)小物块恰好到达B点时速度为零,小物块从P点运动到B点,由动能定理得:
-μ(mg+qE1)·PB=0-mv2
解得E1=140 V/m。
(3)小物块从P点恰好运动到C点,由动能定理得:
-μ(mg+qE2)·PB-mgR=0-mv2
解得E2=100 V/m
所以PB间电场强度的大小范围为:100 V/m≤E≤140 V/m
小物块从P点恰好运动到D点,在D点,由重力提供向心力,有:mg=m
由动能定理得:
-μ(mg+qE3)·PB-mg·2R=mv-mv2
解得:E3=40 V/m
所以PB间电场强度的大小范围为:E<40 V/m
综上,PB间电场强度的大小范围为:100 V/m≤E≤140 V/m或E<40 V/m。
答案:(1)2 m/s (2)140 V/m (3)100 V/m≤E≤140 V/m或E<40 V/m
章末检测卷(一)
授课提示:对应学生用书第115页
(时间90分钟 满分100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体
B.根据F=k可知,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大
C.带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的电场力是A受到的电场力的3倍
D.库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷
解析:如果带电体的形状、大小以及电荷分布状况对所研究问题的影响可以忽略不计,则可将它看作点电荷,故A错误。两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷了,F=k不再适用,故B错误。根据牛顿第三定律知,B受到的电场力和A受到的电场力大小相等,故C错误。库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷,故D正确。
答案:D
2.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是( )
A.电场强度大的地方,电势一定高
B.电场强度不变,电势也不变
C.电场强度为零处,电势一定为零
D.电场强度的方向是电势降低最快的方向
解析:电场强度是描述电场力的性质的物理量,电势是描述电场能的性质的物理量,电场强度的大小和电势高低没有必然关系,电场线的方向,即电场强度的方向是电势降低最快的方向,选项A、B、C错误,选项D正确。
答案:D
3.下列各选项图中A、B、C是匀强电场中的三个点,各点电势φA=10 V、φB=2 V、φC=6 V,A、B、C三点在同一平面上,下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )
解析:A、B中点电势为6 V,该点与C为等势点,因此电场强度的方向垂直该连线指向低电势一侧。
答案:D
4.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图所示稳定的静电场。实线为其电场线,虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则( )
A.A点和B点的电势相同
B.C点和D点的电场强度相同
C.正电荷从A点移至B点,电场力做正功
D.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增大后减小
解析:由题图可知φA>φB,所以正电荷从A移至B,电场力做正功,故A错误,C正确。C、D两点电场强度方向不同,故B错误。负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先减小后增大,故D错误。
答案:C
5.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个带电荷量为-q(q>0)的试探电荷从无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( )
A.EpA=-W,φA=- B.EpA=W,φA=-
C.EpA=-W,φA= D.EpA=W,φA=
解析:试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限远处电荷的电势能为零,则电荷在A点的电势能为EpA=-W,A点的电势φA==,C正确。
答案:C
6.如图所示,质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后,分别抵达B、C两点,若AB=BC,则它们带电荷量之比q1∶q2等于( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶ D.∶1
解析:竖直方向有h=gt2,水平方向有l=t2,联立可得q=,所以有=,B对。
答案:B
7.如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为线段ab的中点。若一个运动的正电荷(只受电场力作用)先后经过a、b两点,a、b两点的电势分别为φa=-3 V、φb=7 V,则( )
A.c点电势为2 V
B.a点的场强小于b点的场强
C.正电荷在a点的动能小于在b点的动能
D.正电荷在a点的电势能小于在b