19.在一個勻強電場(圖中未畫出)的平面內有一個四邊形ABCD,E為AD的中點,F(xiàn)為BC的中點,一個帶正電的粒子從A移動到B點,電場力做功0.8×10-8J,將該粒子從D移到C點,電場力做功為2.4×10-8 J,將粒子從E點移到F點,則下列分析正確的是( 。
A.若粒子的電荷量為2.4×10-8C,則D、C之間的電勢差為1V
B.若A、B之間的距離為1cm,粒子的電荷量為0.8×10-8C,該電場的場強一定是E=100 V/m
C.若將該粒子從E點移動到F點,電場力做功WEF有可能大于1.6×10-8J
D.若將該粒子從E點移動到F點,電場力做功為1.6×10-8 J

分析 E為AD的中點,F(xiàn)為BC的中點,根據(jù)公式U=Ed可知,勻強電場中沿著電場線方向,兩點間的電勢差與兩點間的距離成正比,則E點的電勢等于AD兩點電勢的平均值,F(xiàn)的電勢等于BC兩點電勢的平均值,根據(jù)電場力公式W=qU,可得到WMN與WAB、WDC的關系.由于電場強度方向未知,不能求解場強的大小.由公式W=qU,可求出M、N間電勢差

解答 解:A、將粒子從D點移動到C點,電場力做功為:WDC=3.2×10-8J,故:UDC=$\frac{{W}_{DC}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{-8}}{2.4×1{0}^{-8}}$=1V,故A正確;
B、若帶正電的粒子從A 點移動到B點,電場力做功為WAB=0.8×lO-8J,故:UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{0.8×1{0}^{-8}}{0.8×1{0}^{-8}}$=1V,由于公式U=Ed中d表示沿著電場線方向的距離,故B錯誤;
C、D、因為電場是勻強電場,在同一條電場線上,E點的電勢是A、D兩點電勢的平均值;F點的電勢是B、C兩點電勢的平均值,故:φE=$\frac{{φ}_{A}+{φ}_{D}}{2}$,φF=$\frac{{φ}_{B}+{φ}_{C}}{2}$;
若將該粒子從E點移動到F點,電場力做功為:WEF=q(φEF)=q×$\frac{1}{2}$[(φAB)+(φDC)]=q×$\frac{1}{2}$×(UAB+UDC)=$\frac{1}{2}$(WAB+WDC)=$\frac{1}{2}$×(1.6×lO-8J+3.2×lO-8J)=2.4×lO-8J,故C錯誤,D正確;
故選:AD

點評 本題關鍵抓住E、F的電勢與A、B電勢和D、C電勢的關系,根據(jù)電場力做功公式求解WEF.運用公式U=Ed時,要正確理解d的含義:d是沿電場方向兩點間的距離.

練習冊系列答案
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(1)跑車在路面上能達到的最大速度vm
(2)若跑車以恒定的功率啟動,當其速度為v=15m/s時的加速度α
(3)若跑車從靜止開始保持2m/s2的加速度作勻加速直線運動,則這一過程能持續(xù)多長時間.

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(1)粒子末速度大小 
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7.如圖所示,O1O2是矩形線框的對稱軸,左半部分處于勻強磁場中,下列哪些情況能讓線框abcd中產(chǎn)生感應電流,且感應電流方向為a→b→c→d→a( 。
A.將線框向紙內平移B.將線框以cd為軸轉動60°
C.將線框向左平移D.將線框以ab為軸轉動30°

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14.如圖,水平面內有一光滑金屬導軌,其MN、PQ邊的電阻不計,MP邊的電阻阻值R=1Ω,MN與MP的夾角為127°,PQ與MP垂直,MP邊長度等于1m.將質量m=2kg,電阻不計的足夠長直導體棒擱在導軌上,并與MP平行.棒與MN、PQ交點G、H間的距離L1=5m,E、F間的距離L2=2m.空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應強度B=0.1T.在外力作用下,棒由GH處以一定的初速度向左做直線運動,運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等.(sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH處安培力的功率.
(2)若初速度v2=2m/s,求棒向左移動4m流過電阻的電量以及所花的時間.
(3)若初速度v3=1m/s,求棒由GH處向左運動2.8秒,求外力作的功.

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4.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,可供選擇的實驗儀器如下:
器  材規(guī)  格器  材規(guī)  格
小燈泡標有“3.8V,0.3V”字樣滑動變阻器R1最大阻值10Ω,額定電流1.0A
電壓表V量程0-5V,內阻5kΩ滑動變阻器R2最大阻值1kΩ,額定電流0.5A
電流表A1量程0-100mA,內阻4Ω直流電源E電動勢約6V,內阻約為0.5Ω
電流表A2量程0-500mA,內阻0.4Ω導線、電鍵等

①在上述器材中,滑動變阻器應選${R}_{1}^{\;}$.
②在圖甲中用筆畫線代替導線,把實驗儀器連接成完整的實驗電路.
③利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I-U坐標系中,描繪出了圖乙所示的小燈泡的伏安特性曲線.根據(jù)此圖給出的信息,可以判斷出圖丙中正確的是(圖中P為小燈泡功率)D.

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11.2015年莫斯科世錦賽上,我國男子短道速滑隊時隔15年再次站到5000m接力的冠軍領獎臺上.觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運動員甲提前站在“交棒”的運動員乙前面,并且開始向前滑行,待乙追上甲時,乙猛推甲,甲獲得更大的速度向前沖出.在乙推甲的過程中,忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用,則( 。
A.甲對乙的作用力與乙對甲的作用力相同
B.甲對乙的作用力一定做正功,乙的動能增大
C.乙對甲的作用力一定做正功,甲的動能增大
D.甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量

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8.在玻璃中有一個截面為三角形的柱狀真空空腔,a、b兩束單色光以同樣的入射角θ由玻璃射入空腔,部分光路如圖,下列說法正確的是(  )
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14.火車轉彎時,若速度超過規(guī)定的速度,則與按規(guī)定速度行駛時相比有( 。
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