库仑通过实验研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时,先保持电荷量不变,寻找作用力与电荷间距离的关系;再保持距离不变,寻找作用力与电荷量的关系,这种研究方法常被称为“控制变量法”。下列应用了控制变量法的实验是
A. 验证机械能守恒定律
B. 探究力的平行四边形定则
C. 探究加速度与力、质量的关系
D. 探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律
“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.
(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;
(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;
(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少?
(4)比较|ΔEk左|与|ΔEk右|的大小,并说明理由.
为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小,小明所在的物理兴趣小组做了如下实验:用长为L的绝缘轻质细线,上端固定于O点,下端拴一质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点),如图所示,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,摆到B点时速度恰好为零,然后又从B点向A点摆动,如此往复.小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ,刚好为60°.不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 在B点时小球受到的合力为0
B. 电场强度E的大小为
C. 小球从A运动到B,重力势能减小
D. 小球在下摆的过程中,小球的机械能和电势能之和先减小后增大
如图所示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点.在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J,电场力做的功为1.5 J.则下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C. 粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
如图所示,匀强电场中某电场线上的两点A、B相距0.2 m,正电荷q=106 C,从A移到B,电场力做功为2×106 J,则( )
A. 该电场的场强为10 V/m B. 该电场的场强方向由A指向B
C. A、B间的电势差为10 V D. B点的电势比A点的高
如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则下列说法正确的是( )
A. 电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小
B. 电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大
C. 电势差UAB=UBC
D. 电势φA<φB<φC