【題目】如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生電勢(shì)的代數(shù)和。若規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,真空中點(diǎn)電荷周?chē)滁c(diǎn)的電勢(shì)φ可表示為,其中k為靜電力常量,Q為點(diǎn)電荷的電荷量,r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離。如圖所示,一個(gè)半徑為R、電荷量為+Q的均勻帶電細(xì)圓環(huán)固定在真空中,環(huán)面水平。一質(zhì)量為m、電荷量- q的帶電液滴,從環(huán)心O正上方D點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落。已知D、O間的距離為,靜電力常量為k,重力加速度為g。求
(1)D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)液滴到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度v的大小。
【答案】(1) 方向豎直向上;(2)
【解析】
利用微元法求出每個(gè)微元在D點(diǎn)的電場(chǎng)和豎直方向的電場(chǎng),根據(jù)疊加原理求出D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;結(jié)合點(diǎn)電荷的電勢(shì)的公式,求出D、O點(diǎn)的電勢(shì),然后由功能關(guān)系即可求出液滴到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度v的大小。
解(1)D到環(huán)上的各點(diǎn)的距離為L,則由幾何關(guān)系可知:
將均勻的帶電圓環(huán)分成長(zhǎng)度為的微元,每個(gè)微元帶電量為
每個(gè)微元在D點(diǎn)的電場(chǎng)為
豎直方向的電場(chǎng)
根據(jù)疊加原理可知整個(gè)均勻帶電圓環(huán)在在D點(diǎn)的水平方向的電場(chǎng)抵消為0
整個(gè)均勻帶電圓環(huán)在在D點(diǎn)的豎直方向的電場(chǎng)
D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,方向豎直向上
(2) 由于環(huán)上的各點(diǎn)到D的距離都是L,則環(huán)上的電荷在D處產(chǎn)生的電勢(shì)為:
則環(huán)上的電荷在O處產(chǎn)生的電勢(shì)為:
負(fù)電荷從D到O的過(guò)程中重力做正功,電場(chǎng)力也做正功,所以到達(dá)O點(diǎn)時(shí):
所以:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的裝置,可以探究影響平行板電容器電容的因素,關(guān)于下列操作及出現(xiàn)的現(xiàn)象的描述正確的是( )
A. 電容器與電源保持連接,左移電容器左極板, 則 靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
B. 電容器充電后與電源斷開(kāi),上移電容器左極板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
C. 電容器充電后與電源斷開(kāi),在電容器兩極板間插入玻璃板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
D. 電容器充電后與電源斷開(kāi),在電容器兩極板間插入金屬板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上.一質(zhì)量為m=0.2kg的小球,從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過(guò)程中(彈簧在彈性限度內(nèi)),其速度u和彈簧壓縮量△x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn).小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),g取10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大
B. 從接觸彈簧到壓縮至最短的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小
C. 從接觸彈簧到壓縮至最短的過(guò)程中,小球的機(jī)械能守恒
D. 該彈簧的勁度系數(shù)為20.0 N/m
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置最先測(cè)出了電子的電荷量,被稱為密立根油滴實(shí)驗(yàn)。兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負(fù)極相連接,板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下,圖中油滴由于帶負(fù)電懸浮在兩板間保持靜止。(已知重力加速度為g)
(1)若要測(cè)出該油滴的電荷量,需要測(cè)出的物理量有__________。
A.油滴質(zhì)量m
B.兩板間的電壓U
C.兩板間的距離d
D.兩板的長(zhǎng)度L
(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=________
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),讓小球A沿曲面軌道滾下,離開(kāi)軌道末端時(shí)(末端水平,小球A離開(kāi)軌道時(shí)和小球B在同一高度),撞開(kāi)接觸式開(kāi)關(guān)S(開(kāi)關(guān)對(duì)小球的作用力可忽略不計(jì)),被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落。多次改變整個(gè)裝置的高度H重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時(shí)落地。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了A球在離開(kāi)軌道后
A. 水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C. 豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)
D. 豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了探測(cè)X星球,載著登陸艙的探測(cè)飛船在以該星球中心為圓心,半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng),周期為T1?傎|(zhì)量為m1.隨后登陸艙脫離飛船,變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng),此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2則
A. X星球的質(zhì)量為
B. X星球表面的重力加速度為
C. 登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為
D. 登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用,其原理如圖所示.D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒,置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上.位于D1的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略),它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速.當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后,再將它們引出.忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 若只增大交變電壓U,則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大
B. 若只增大交變電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短
C. 若只將交變電壓的周期變?yōu)?/span>2T,仍可用此裝置加速質(zhì)子
D. 質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】踢毽子是我國(guó)民間的一項(xiàng)體育游戲,被人們譽(yù)為“生命的蝴蝶”.近年來(lái),踢毽子成為全民健身活動(dòng)之一.毽子由羽毛和銅錢(qián)組成,在下落時(shí)總是銅錢(qián)在下、羽毛在上,如圖所示,對(duì)此分析正確的( 。
A. 銅錢(qián)重,所以總是銅錢(qián)在下、羽毛在上
B. 如果沒(méi)有空氣阻力,也總是出現(xiàn)銅錢(qián)在下、羽毛在上的現(xiàn)象
C. 因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖,所以總是銅錢(qián)在下、羽毛在上
D. 毽子的自由下落是自由落體運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,粒子在到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零.已知A、B所在處電場(chǎng)線方向豎直向下,A、B兩點(diǎn)間的高度差為h,則下列判斷中正確的是( )
A. 帶電粒子帶負(fù)電
B. A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差=
C. B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
D. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
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