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20.如圖,虛線a、b、c是某靜電場中的三個等勢面,一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如圖實線KLMN所示:
(1)若場源為點電荷,它帶什么電?
(2)a、b、c哪個等勢面的電勢較高?
(3)若Ubc=1000V,粒子的電量為0.1C,粒子在K點動能為200J,則當它到達M、N點時動能分別為多少?

分析 (1)根據(jù)帶電粒子所受的電場力方向,分析電場線的方向,從而判斷點電荷的電性.
(2)根據(jù)順著電場線方向電勢降低,判斷電勢高低.
(3)由動能定理求當它到達M、N點時的動能.

解答 解:(1)由帶電粒子的運動軌跡可知,帶電粒子受到了排斥力作用,所以場源點電荷帶正電.
(2)根據(jù)電場線與等勢面垂直,且由較高的等勢面指向較低的等勢面,其電場線的分布圖如圖

可知,在a、b、c三個等勢面中,a等勢面電勢最高,c等勢面最低.
(3)N與K在同一等勢面上,帶電粒子的電勢能相等,由能量守恒定律知,動能也相等,所以它到達N點時動能為200J.
粒子從M到N的過程,由動能定理得:qUbc=EkN-EkM,得:EkM=EkN-qUbc=200-0.1×1000=100J
答:(1)場源點電荷帶正電.
(2)在a、b、c三個等勢面中,a等勢面電勢最高,c等勢面最低.
(3)當它到達M、N點時動能分別為100J和200J.

點評 本題關鍵要明確電場力的方向:指向軌跡彎曲的內側,然后根據(jù)動能定理和電場力做功公式求電勢能.

練習冊系列答案
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10.可以近似視為勻速運動,該時間內質點的位移即為條形陰影區(qū)域的面積,經過累積,圖線與坐標軸圍成的面積即為質點在相應時間內的位移.利用這種微元累積法我們可以研究許多物理問題,圖乙是某物理量y隨時間變化的圖象,此圖線與坐標軸所圍成的面積,下列說法中正確的是( 。
A.如果y軸表示物體的加速度大小,則面積大于該物體在相應時間內的速度變化量
B.如果y軸表示力做功的功率,則面積小于該力在相應時間內所做的功
C.如果y軸表示變化磁場在金屬線圈產生的電動勢,則面積等于該磁場在相應時間內磁感應強度的變化量
D.如果y軸表示流過用電器的電流,則面積等于在相應時間內流過該用電器的電量

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11.在研究彈簧的彈力與伸長量關系的實驗中,將彈簧水平放置,測出其自然長度L0,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,測其長度L,彈簧的形變量X=L-L0,實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的,用記錄的外力F與彈簧的形變量X,作出的F-X圖象如圖所示.(g取10m/s2 )由圖可求出:
(1)彈簧的勁度系數(shù)K=200N/m
(2)彈簧的質量m=0.1Kg.

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8.在“研究彈簧的形變與外力的關系”的實驗中,將彈簧水平放置,測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F.實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F--x圖線如圖所示.
(1)由圖求出彈簧的勁度系數(shù),即k=100N/m
(2)本題中彈簧的形變量x與外力F關系式F=100x-2N
(3)圖線不過原點的原因是:彈簧自身的重力.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.小楠同學平時使用帶彈簧的圓珠筆寫字,她想估測里面小彈簧在圓柱筆尾端壓緊情況下的彈簧勢能的增加量,請你幫助它完成這一想法.
(1)寫出實驗所用的器材:米尺、天平.
(2)寫出實驗的步驟和所要測量的物理量(用字母量表示),要求能符號實際并盡量減少誤差:①將圓珠筆緊靠米尺豎直放在桌面上;
②在桌面上將圓珠筆尾端壓緊,記下筆尖處讀數(shù)x1;
③突然放開圓珠筆,觀察并記下筆尖到達最高點的讀數(shù)x2
④用天平測出圓珠筆的質量m;.
(3)彈性勢能的增加量的表達式△EP=mg(x2-x1).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.四盞燈泡接成如圖所示的電路,a、c燈泡的規(guī)格為“220V 40W”,b、d燈泡的規(guī)格為“220V 100W”,各燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率.則下列這四盞燈實際消耗功率大小的說法正確的是( 。
A.Pa>Pb+Pc+PdB.Pa=Pc>Pb=PdC.Pa>Pd>Pc>PbD.Pd>Pb+Pc

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中,使用兩條不同的輕質彈簧a和b,得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示.則a的原長小于b的原長,a的勁度系數(shù)大于b的勁度系數(shù).(填“大于”“等于”或“小于”)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.如圖甲所示,兩根彈簧的上端與天花板連接,下端連接在跨過光滑動滑輪的細繩的兩端,質量為m的重物掛在動滑輪上.兩彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,動滑輪的半徑為R,質量不計.關于這兩根彈簧的連接方式有兩種不同的觀點:
  小明同學猜想這兩根彈簧是串聯(lián)關系,他從資料上查找到兩根彈簧串聯(lián)以后的等效勁度系數(shù)k=$\frac{{k}_{1}{k}_{2}}{{k}_{1}+{k}_{2}}$;
  小華同學猜想這兩根彈簧是并聯(lián)關系,他從資料上查找到兩根彈簧并聯(lián)以后的等效勁度系數(shù)k=k1+k2;
  小明和小華同學對此問題發(fā)生爭論,誰也說服不了對方,于是就去請教老師!老師并沒有直接告訴他們結論,要求他們用實驗方法來進行探究.
  于是他們從實驗室找到兩根勁度系數(shù)分別為k1=75N/m和k2=150N/m的彈簧,按圖甲所示安裝好實驗裝置,并用實驗來測量兩根彈簧的等效勁度系數(shù)k.
實驗時,先在滑輪下端不懸掛鉤碼,用直尺測出指針的位置所指示的示數(shù)x0,再在滑輪下端掛鉤碼每增加一只鉤碼就用記下對應指針的位置所指示的示數(shù)x,作出的鉤碼的總重力F與x的關系圖線如圖所乙所示,由此可求出兩根彈簧按圖甲所示連接以后的等效勁度系數(shù)k=200N/m.實驗結論說明小明和小華(填寫“小明”“小華”或“小明和小華”)的猜想是錯誤的.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,試管中有一根彈簧,一個質量為m的小球壓在彈簧上.開始時手握住試管處于靜止狀態(tài),現(xiàn)在突然放手,則小球在開始階段的運動,在地面上的人看來是(  )
A.自由落體運動B.向上升起一定高度后落下
C.向下做加速度小于g的運動D.向下做加速度大于g的運動

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