3.如圖所示,虛線a、b、c是電場中的一簇等勢線(相鄰等勢面之間的電勢差相等),實線為一α粒子(重力不計)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點,據(jù)此可知( 。
A.a、b、c三個等勢面中,a的電勢最高
B.電子在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能小
C.α粒子在P點的加速度比Q點的加速度大
D.帶電質點一定是從P點向Q點運動

分析 由于α粒子只受電場力作用,根據(jù)運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的內側即向上,由于α粒子帶正電,因此電場線方向也指向上;電勢能變化可以通過電場力做功情況判斷;電場線和等勢線垂直,且等勢線密的地方電場線密,電場強度大.

解答 解:A、電荷所受電場力指向軌跡內側,由于α粒子帶正電,因此電場線指向上方,沿電場線電勢降低,故a等勢線的電勢最低,c等勢線的電勢最高,故A錯誤;
B、a等勢線的電勢最低,c等勢線的電勢最高;而電子帶負電,負電荷在電勢高處的電勢能小,所以電子在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大,故B錯誤;
C、等勢線密的地方電場線密場強大,故P點位置電場強,電場力大,根據(jù)牛頓第二定律,加速度也大,故C正確;
D、由圖只能判斷出粒子受力的方向,不能判斷出粒子運動的方向,故D錯誤.
故選:C

點評 解決這類帶電粒子在電場中運動的思路是:根據(jù)運動軌跡判斷出所受電場力方向,然后進一步判斷電勢、電場強度、電勢能、動能等物理量的變化.

練習冊系列答案
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13.如圖甲所示,一剛性矩形金屬線框從高處自由下落,剛好勻速進入一勻強磁場區(qū)域,然后穿出磁場區(qū)域,已知線圈質量為m,電阻為R,長為l1,寬為l2,磁感應強度為B,磁場區(qū)域高度為d,假設線框運動過程中不翻轉,整個過程不計空氣阻力.

(1)若l2<d,試計算線框剛進入磁場時的速度大小,同時分析線框完全在磁場中做何種運動?
(2)若l2=d,試分析線框剛進入磁場到剛好完全離開磁場的過程中能量是如何轉化的?通過分析、推導說明此過程中能量轉化是守恒的.
(3)若將線框改為長度為a的金屬棒,如圖乙所示,金屬棒由靜止釋放進入磁場,假設金屬棒能保持水平狀態(tài)穿過磁場,分析說明金屬棒在磁場中產(chǎn)生感應電動勢的原因并推導感應電動勢E與瞬時速度v的關系式.

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A.B.C.D.

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11.如圖所示,光滑水平面上,質量為m的小球A和質量為$\frac{m}{3}$的小球B通過輕質彈簧相連并處于靜止狀態(tài),彈簧處于自由伸長狀態(tài);質量為m的小球C以初速度v0沿AB連線向右勻速運動,并與小球A發(fā)生彈性正碰.在小球B的右側某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出),當小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走.不計所有碰撞過程中的機械能損失,彈簧始終處于彈性限度以內,小球B與固定擋板的碰撞時間極短.求:小球B與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大值的范圍.

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18.如圖甲所示,長直導線右側的矩形線框與長直導線位于同一平面內.以導線中向上電流為正,當長直導線中的電流發(fā)生如圖乙所示的變化時,線框中感應電流的方向是(  )
A.感應電流方向一直逆時針B.感應電流方向一直順時針
C.感應電流方向先順時針后逆時針D.感應電流方向先逆時針后順時針

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8.如圖所示為某種透明介質做成的直三棱柱,ACC′A′側面與BCC′B′側面垂直,∠B=60°,一細光束由BCC′B′側面上某一點垂直射入,在ABB′A′側面上剛好射出.
(1)透明介質的折射率;
(2)光線從ACC′A′側面射出時折射角的正弦值.

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15.關于熱力學第二定律,下列表述正確的是(  )
A.不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體
B.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功
C.第二類永動機是不可能制成的
D.熱力學第二定律是熱力學第一定律的推論

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13.如圖所示,電阻不計的金屬導軌PQ、MN水平平行放置,間距為L,導軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1:n2=1:4的理想變壓器的原線圈兩端,一只理想二極管和一個電阻R串聯(lián)接在副線圈上,如圖所示.電壓表和電流表均為理想交流電表.在兩導軌間x≥0區(qū)域有垂直導軌平面的磁場,磁場的磁感應強度B=B0sin2kπx,一阻值不計的導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好.開始時導體棒處于x=0處,從t=0時刻起,導體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運動,則( 。
A.導體棒ab中產(chǎn)生的交變電流的頻率為2kv
B.在t時間內力F做的功為$\frac{8{B}_{0}^{2}{L}^{2}{v}^{2}t}{R}$
C.交流電壓表的示數(shù)為2B0Lv
D.如果二極管被短路,則電流表示數(shù)將變?yōu)樵瓉淼膬杀?/td>

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