5.如圖甲所示為電場中的一條電場線,在電場線上建立坐標軸,則坐標軸上O~x2間各點的電勢分布如圖乙所示,下列說法中正確的是( 。
A.x1點的電場強度最小
B.0-x2之間,x軸附近的電場線分布先變密后變疏
C.一正電電荷從O點由靜止釋放,若僅受電場力作用,點電荷的加速度先增大后減小
D.一正電電荷從O點由靜止釋放,若僅受電場力作用,速度先增大后減小

分析 根據(jù)E=$\frac{△U}{△d}=\frac{△φ}{△x}$,φ-x圖象的切線斜率表示電場強度大小;由圖看出,0-x2之間,電勢逐漸降低,可判斷出電場力的方向,根據(jù)牛頓第二定律分析加速度情況.

解答 解:A、φ-x圖象的切線斜率表示電場強度,故x1點的電場強度最大,故A錯誤;
B、φ-x圖象的切線斜率表示電場強度,φ-x圖象的斜率大小等于電場強度,由幾何知識得知,0-x2之間斜率先增大后減小,則電場強度先增大后減小,故0-x2之間,x軸附近的電場線分布先變密后變疏,故B正確;
CD、0-x2之間φ-x圖象的斜率先增大后減小,且斜率一直為負值,說明電場強度方向不變,向右,電場強度先增大后減小;
故一正電電荷從O點由靜止釋放,僅受電場力作用,是向右加速,速度一直增加,加速度先增大后減小,故C正確,D錯誤;
故選:BC

點評 本題從數(shù)學(xué)有角度理解φ-t圖象的斜率等于場強,由電勢的高低判斷出電場線的方向,來判斷電場力方向做功情況.

練習(xí)冊系列答案
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10.(1)場是物理學(xué)中的重要概念,除了電場和磁場,還有引力場.物體之間的萬有引力就是通過引力場發(fā)生作用的,地球附近的引力場叫重力場.仿照電場強度的定義,請你定義重力場強度的大小和方向.
(2)電場強度和電勢都是描述電場的物理量,請你在勻強電場中推導(dǎo)電場強度與電勢差的關(guān)系式.
(3)如圖所示,有一水平向右的勻強電場,一帶正電的小球在電場中以速度v0豎直向上拋出,小球始終在電場中運動.已知小球質(zhì)量為m,重力加速度為g,其所受電場力為重力的$\frac{3}{4}$.求小球在運動過程中的最小速度的大小和方向.(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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17.為了驗證機械能守恒定律,某同學(xué)使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗.其中G1、G2為兩個光電門,它們與數(shù)字計時器相連,當滑行器M通過G1、G2光電門時,光束被滑行器M上的擋光片遮擋的時間△t1、△t2都可以被測量并記錄,滑行器連同擋光片的總質(zhì)量為M,擋光片寬度為D,兩光電門中心間的距離為x,牽引砝碼的質(zhì)量為m,細繩不可伸長且其質(zhì)量可以忽略,重力加速度為g.該同學(xué)想在水平的氣墊導(dǎo)軌上,只利用以上儀器,在滑行器通過G1、G2光電門的過程中驗證機械能守恒定律,請回答下列問題:

(1)實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺母,使氣墊導(dǎo)軌水平.請在以下空白處填寫實驗要求.在不增加其他測量器材的情況下,調(diào)水平的步驟是:取下牽引砝碼m,接通氣墊導(dǎo)軌裝置的電源,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下面的螺母,若滑行器M放在氣墊導(dǎo)軌上的任意位置都能保持靜止,或者輕推滑行器M,M分別通過光電門G1、G2的時間相等,則導(dǎo)軌水平;
(2)當氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平后,在接下來的實驗操作中,以下操作合理的是AC;
A.擋光片的寬度D應(yīng)盡可能選較小的
B.選用的牽引砝碼的質(zhì)量m應(yīng)遠小于滑行器和擋光片的總質(zhì)量M
C.為了減小實驗誤差,光電門G1、G2的間距x應(yīng)該盡可能大一些
D.用來牽引滑行器M的細繩可以與導(dǎo)軌不平行
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14.如圖1是驗證機械能守恒定律的實驗.小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住,輕繩另一端固定.將輕繩拉至水平后由靜止釋放.在最低點附近放置一組光電門,測出小圓柱運動到最低點的擋光時間△t,再用游標卡尺測出小圓柱的直徑d,如圖2,重力加速度為g.則

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②將滑塊從A點由靜止釋放,若要驗證A到B的過程中滑塊及遮光片整體的機械能是否守恒,還需要測量一個物理量,這個物理量是AB之間的距離L,用測得量和已知量表示驗證機械能守恒的關(guān)系式是MgL$\frac{h}bhfd39l$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$.

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