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15.如圖,勻強電場中有一個絕緣直角桿PQM,PQ=L,QM=2L,桿上固定三個帶電小球A、B、C,初始時桿PQ段與電場線垂直.現將桿繞Q點順時針轉過90°至虛線位置,發(fā)現A、B、C三個球的電勢能之和保持不變,若不計小球間的相互作用,下列說法正確的是( 。
A.此過程中,電場力對A球和C球做功的代數和為零
B.A球一定帶正電,C球一定帶負電
C.此過程中C球電勢能減少
D.A、C兩球帶電量的絕對值之比|qA|:|qC|=1:2

分析 解決本題的關鍵是:理解A、B、C三球電勢能之和不變”的物理含義:電場力對系統(tǒng)做功為零;根據電場力做功特點進一步求解.

解答 解:A、電場力對A、C都做功,A、B、C三個球的電勢能之和保持不變,說明做功的代數和為零,故A正確.
B、電場力對系統(tǒng)做功為零,因此A、C電性一定相反,A可能帶正電,也可能帶負電,故B錯誤;
C、C的電性不確定,無法判斷其電勢能的變化,故C錯誤;
D、電場力對A、C做功大小相等,方向相反,所以有:EqA×L=EqC×2L,因此qA:qc=2:1,故D錯誤;
故選:A

點評 根據初末位置電勢變化,分析電場力做功情況.抓住A、B電勢能之和不變,即電場力對系統(tǒng)做功的代數和為零進行判斷.

練習冊系列答案
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5.如圖甲所示,100匝的線圈(圖中只畫了2匝)兩端A、B與兩根足夠長的平行導軌相連,導軌間有垂直紙面向里、磁感應強度大小為B=1.0T的勻強磁場,導軌間距離為l=1.0m,導軌上垂直靜置有一質量為m=0.5kg的金屬棒PQ,金屬棒與導軌間的動摩擦因數為μ=0.2,金屬棒始終保持與導軌垂直且接觸良好,線圈的電阻r=5Ω,金屬棒在導軌間部分的電阻為R=20Ω,其他電阻不計,線圈內有垂直紙面向外的磁場,線圈中的磁通量按圖乙所示的規(guī)律變化,已知重力加速度為g=10m/s2
(1)求t=0時刻,金屬棒PQ的加速度;
(2)求電路達到穩(wěn)定后,金屬棒PQ的速度大小和消耗的電功率;
(3)根據能量守恒定律分析裝置中消耗的能量及其來源.

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6.如圖所示,邊長為L的正方形abcd為兩個勻強磁場的邊界,正方形內磁場的方向垂直紙面向外.磁感應強度大小為B,正方形外的磁場范圍足夠大,方向垂直紙面向里、磁感應強度大小也為B;把一個離子源放在頂點a處,它將沿ac連線方向發(fā)射質量也為m、電荷量為q(q>0)、初速度為v0=$\frac{\sqrt{2}qBL}{2m}$的帶負電粒子(重力不計),下列說法正確的是( 。
A.粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為$\sqrt{2}$L
B.粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為$\frac{2πm}{qB}$
C.粒子第一次到達c點所用的時間為$\frac{πm}{qB}$
D.粒子第一次返回a點所用的時間為$\frac{4πm}{qB}$

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3.如圖所示,A板發(fā)出的電子經加速后,水平射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U.電子最終打在熒光屏P上,關于電子的運動,下列說法中正確的是( 。
A.滑動觸頭向右移動時,電子打在P上的位置上升
B.滑動觸頭向左移動時,電子打在P上的位置上升
C.電壓U增大時,電子從發(fā)出到打在P上的時間不變
D.電壓U增大時,電子打在P上的速度大小不變

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10.如圖是示波管的原理圖,它由電子槍、偏轉電極(XX′和YY′)、熒光屏組成,管內抽成真空.給電子槍通電后,如果在偏轉電極XX′和YY′上都沒有加電壓,電子束將打在熒光屏的中心O點.如果在熒光屏上P點出現亮斑,那么示波管中的( 。
A.極板X應帶正電B.極板X′應帶正電C.極板Y應帶正電D.極板Y′應帶正電

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C.在開始連續(xù)的三個2秒末的速度大小之比是1:2:3
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