物理暑假作业三

发布 2022-07-03 05:13:28 阅读 7519

1.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。

2.如图所示,带正电的小球靠近不带电的绝缘支架上的金属导体ab的a端,由于静电感应,a端出现负电荷,b端出现正电荷,则( )

a. 用手触摸b端,移开带电小球,导体带负电。

b. 用手触摸a端,移开带电小球,导体带正电。

c. 用手触摸导体的中部,移开带电小球,导体不带电。

d. 用手触摸导体的中部,移开带电小球,导体带正电。

3.在某电场中,沿x轴上的电势分布如图所示,由图可以判断( )

a. x=2m处电场强度可能为零 b. x=2m处电场方向一定沿x轴正方向

c. 沿x轴正方向,电场强度先增大后减小

d. 某负电荷沿x轴正方向移动,电势能始终增大。

4.如图所示,圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面,相邻两等势面间的距离相等,直线是电场中的几条没标明方向的电场线,粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分,m、n是轨迹上的两点.粒子过m、n两点的加速度大小分别是am、an,电势能分别是epm、epn,a、b、c的电势分别是φa、φb、φc,ab间,bc间的电势差分别是uab、ubc,则下列判断中正确的是( )

a. am>an,epm>epn b. φa<φb<φc,epm<epn

c. am>an,uab=ubc d. uaab=ubc,epm<epn

5.如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力f将小球向下压至某位置静止.现撤去f,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中( )

a. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 b. 小球的重力势能增加w1

c. 小球的机械能增加w1+1/2mv2 d. 小球的电势能减少w2

6.如图所示,正电荷q均匀分布在半径为r的金属球面上,沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用e和ε表示.选取无穷远处电势为零,下列关于x轴上各点电场强度的大小e或电势随位置x的变化关系图,正确的是( )

a. b. c. d.

7.如图所示,悬线下挂着一个它的质量为m、电量为+q带电小球,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为e.(

a. 小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切为eq/mg

b. 小球平衡时剪断悬线,则小球做曲线运动

c. 小球平衡时剪断悬线后,小球的重力势能减少,为动能和电势能都增加

d. 小球平衡时剪断悬线,则小球做匀加速直线运动。

8.传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力f作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )

a. 若f向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流。

b. 若f向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流。

c. 若f向上压膜片电极,电路中不会出现电流。

d. 若电流表有示数,则说明压力f发生变化。

9. 如图所示,两平行金属板水平放置,板长为l,板间距离为d,板间电压为u,一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入,经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出,则( )

a.在前时间内,电场力对粒子做的功为uq

b.在后时间内,电场力对粒子做的功为uq

c.在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶1

d.在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶2

10. 如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为e、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿on在竖直面内做匀变速直线运动.on与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=qe,则( )

a.电场方向竖直向上。

b.小球运动的加速度大小为g

c.小球上升的最大高度为。

d.若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为。

11.半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电荷的小球,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示,小球所受电场力是其重力的倍,将小球从环上最低点位置a点由静止释放,则:(1)小球所能获得的最大动能是多大;

2)小球对环的最大压力是多大.

12.如图所示,在界限mn左上方空间存在斜向左下与水平方向夹角为45°的匀强电场,场强大小e=×105 v/m.一半径为r=0.

8 m的光滑绝缘圆弧凹槽固定在水平地面上.一个可视为质点的质量m=0.2 kg、电荷量大小q=1×10-5 c的带正电金属块p从槽顶端a由静止释放,从槽底端b冲上与槽底端平齐的绝缘长木板q.长木板q足够长且置于光滑水平地面上,质量为m=1 kg.

已知开始时长木板有一部分置于电场中,图中c为界限mn与长木板q的交点,b、c间的距离xbc=0.6 m,物块p与木板q间的动摩擦因数为μ=,取g=10 m/s2,求:

1)金属块p从a点滑到b点时速度的大小;

2)金属块p从b点滑上木板q后到离开电场过程所经历的时间;

3)金属块p在木板q上滑动的过程中摩擦产生的热量.

物理暑假作业三参***。

2.c 解析】

a、φ﹣x图象的斜率等于电场强度,则知x=2m处的电场强度不为零.故a错误.

b、从0到x=4m处电势不断降低,但x=2m点的电场方向不一定沿x轴正方向.故b错误.

c、由斜率看出,从0到4m,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大.故c错误.

d、沿x轴正方向电势降低,某负电荷沿x轴正方向移动,受力的方向始终指向x轴的负方向,电场力做负功,电势能始终增大.故d正确.故选:d

解析】根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向左上方,所以正电荷受到点电荷的吸引力,所以圆心处的点电荷一定带负电,电场线的方向指向圆心,所以φa<φb<φc,根据点电荷的电场线的分布特点可得,m点的电场线密,所以正电荷在m点受到的电场力大,产生的加速度大,即:am>an;

根据点电荷的电场线的分布特点可得,ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度,由于相邻两等势面间的距离相等,根据u=ed可得,uab>ubc;

设粒子从m向n运动,正电荷受到的电场力的方向指向圆心,所以受力的方向与m到n的方向之间的夹角是钝角,电场力做功负功,电势能减小,所以epm<epn.只有选项b正确.故选:b

解析】a、由于电场力做正功,故小球与弹簧组成的系统机械能增加,机械能不守恒,故a选项错误;

b、重力做功是重力势能变化的量度,由题意知重力做负功,重力势能增加﹣w1,故b选项错误;

c、小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量,即﹣w1+mv2,故c选项错误;

d、根据电场力做功是电势能变化的量度,电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加,故d选项正确;

解析】a,b:金属球是一个等势体,等势体内部的场强处处为0,故a错误,b错误;

c,d:金属球是一个等势体,等势体内部的电势处处相等,故c正确,d错误.故选:c.

7ad【解析】

a、小球受重力、电场力和拉力处于平衡,根据共点力平衡得,mgtanθ=qe,则tanθ=.故a正确.

b,d、剪断细线,小球受重力和电场力,两个力为恒力,合力为恒力.合力的方向与绳子的拉力方向等值反向,所以小球沿细绳反方向做初速度为零的匀加速直线运动.故d正确,b错误.

c、由以上分析可知,小球沿细绳反方向做初速度为零的匀加速直线运动,所以重力和电场力都做正功,重力势能和电势能都减小.故c错误.故选:ad

8 bd【解析】

f向上压膜片电极,使得电容器两板间的距离减小,电容器的电容增大,又因电容器两极板间的电压不变,所以电容器的电荷量增大,电容器继续充电,电路中有从b到a的电流,b正确.若电流表有示数,则电容器在不断充电(或放电),故q在变化,f变化,d正确.

9. bc解析粒子在两平行金属板间做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,在前后两个的时间内沿电场线方向的位移之比为1∶3,则在前时间内,电场力对粒子做的功为uq,在后时间内,电场力对粒子做的功为uq,选项a错,b对;由w=eq·x知在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶1,选项c对,d错.

10. bd解析。

由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动,其合力沿on方向,而mg=qe,由三角形定则,可知电场方向与on方向成120°角,a错误;由图中几何关系可知,其合力为mg,由牛顿第二定律可知a=g,方向与初速度方向相反,b正确;设带电小球上升的最大高度为h,由动能定理可得-mg·2h=0-mv,解得h=,c错误;电场力做负功,带电小球的电势能变大,当带电小球速度为零时,其电势能最大,则ep=-qe·2hcos 120°=qeh=mg·=,d正确.

11.解析 (1)因qe=mg,所以qe、mg的合力f合与竖直方向夹角tan θ=即θ=37°,则小球由a点静止释放后从a到b过程中做加速运动,如图所示,b点动能最大,由动能定理得。

qersin θ-mgr(1-cos θ)ek

解得b点动能即最大动能ek=mgr.

2)设小球在b点受圆环弹力为fn,由牛顿第二定律得。

fn-f合=

而f合==mg

解得fn=mg,由牛顿第三定律得,小球对圆环的最大压力也为mg.

答案 (1) mgr (2) mg

12【答案】(1) 4 m/s (2) 0.2 s (3) 0.85 j

1)∵a,b连线垂直于电场线,故a,b两点电势相等。

金属块p从a运动到b,电场力做功为零。

设p刚冲上q板时的速度为v0,该过程由动能定理有。

mgr=mv

v0==4 m/s

2)金属块p从b运动到c出电场的过程,由题可知。

f电=qe=n

f=μ(f电cos45°+mg)=1 n

则加速度大小ap==10 m/s2

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