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        1.  如圖1所示,將細(xì)金屬絲AB彎成半徑R=0.5m的缺口圓環(huán),在A、B兩端處留有寬度d=1cm的間隙.現(xiàn)將總電荷量Q=3.13×10-19C的正電荷均勻分布在金屬絲上,求圓心O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度.


          圓環(huán)上電荷線密度為

          所補(bǔ)小段金屬絲所帶電荷量為
          q=λd=1.0×10-21C
          由于d?塏R,故所補(bǔ)小段帶電金屬絲相對于O點(diǎn)可當(dāng)作點(diǎn)電荷來處理,于是可得

          則E1=-E2=-3.6×10-11N/C,方向由圓心指向缺口.(“-”表示E1與E2方向相反)
          【試題分析】
          【解析】  要求缺口帶電圓環(huán)圓心處的場強(qiáng),無現(xiàn)成公式可用.但若轉(zhuǎn)換思考角度,設(shè)想在缺口處補(bǔ)上長為d且電荷線密度與環(huán)相同的一小段帶正電的金屬絲,這樣就構(gòu)成了一個完整的均勻帶電圓環(huán).由對稱性可知,完整均勻帶電環(huán)在圓心O處的合場強(qiáng)E=0.而合場強(qiáng)E又可看做是原缺口環(huán)和所補(bǔ)小段金屬絲分別在圓心O處產(chǎn)生的分場強(qiáng)E1與E2的疊加,即E=E1+E2,故應(yīng)有E2=-E1,即E2與E1等大反向.因此,只要求得E2便知E1.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (1)某同學(xué)用螺旋測微器測定某一金屬絲直徑時,測得的結(jié)果如圖1所示,則該金屬絲的直徑D=
          5.703或5.704
          5.703或5.704
          mm.另一位同學(xué)用游標(biāo)上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度,測得的結(jié)果如圖2所示,則該工件的長度L=
          1.210
          1.210
          cm.
          (2)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體所受合力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示.
          ①某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,打出了一條紙帶如圖4所示.打點(diǎn)計(jì)時器使用50Hz交流電源,圖中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出,根據(jù)紙帶可計(jì)算B點(diǎn)的瞬時速度vB=
          0.88
          0.88
          m/s,并計(jì)算紙帶所對應(yīng)小車的加速度a=
          3.53
          3.53
          m/s2
          ②平衡摩擦力后,用細(xì)線跨過定滑輪,將砝碼盤與小車連接,再將5個相同的砝碼都放在小車上,然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中,測量小車的加速度,此過程是通過控制
          物體質(zhì)量
          物體質(zhì)量
          不變,探究加速度與
          物體所受合力
          物體所受合力
          的關(guān)系.(以上空格選填“物體所受合力”或“物體質(zhì)量”)
          ③根據(jù)小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖象如圖5所示,并據(jù)此圖象確定砝碼盤的質(zhì)量為
          8.16
          8.16
          g.(g=9.8m/s2,以上計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))

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          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

          (1)一輕彈簧原長為10cm,把它上端固定,下端懸掛一重為0.5N的鉤碼,靜止時它的長度為12cm,彈簧的勁度系數(shù)為
           
          N/m;現(xiàn)有一個帶有半徑為14cm的
          1
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          光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上,半徑OA水平,OB豎直,如圖1所示;將上述輕彈簧的一端拴在A點(diǎn),另一端拴著一個小球,發(fā)現(xiàn)小球靜止在圓弧上的P點(diǎn),且∠BOP=30°,則小球重為
           
          N.
          (2)用游標(biāo)卡尺測量某圓柱形金屬工件的直徑,其示數(shù)如圖2所示,該工件的直徑為
           
          mm.
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          (3)用如圖3所示的裝置做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn).小燈泡的規(guī)格為(4.5V0.3A);電流表有0.6A和3A兩個量程;電壓表有3V和15V兩個量程.
          將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
          A.按如圖3所示方式連接好電路,其中電流表選用0.6A的量程;電壓表選用3V的量程;
          B.將滑動變阻器的滑片移動到最
           
          端;
          C.閉合電鍵,移動滑動變阻器滑片的位置,在0~3.0V內(nèi)測出6組不同的電壓U和對應(yīng)的電流I的值,并將測量數(shù)據(jù)填入表格;
          D.打開電鍵,
           
          ;
          E.閉合電鍵,移動滑動變阻器滑片的位置,在3.0~4.5V之間測出6組不同的電壓U和對應(yīng)的電流I的值,并將測量數(shù)據(jù)填入表格;斷開電鍵;
          F.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立坐標(biāo)系;
          G.在坐標(biāo)系內(nèi)描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn),用平滑曲線擬合這些點(diǎn);
          H.拆除電路,整理儀器.
          (4)某學(xué)習(xí)小組采用如圖5所示的裝置做“驗(yàn)證動能定理”實(shí)驗(yàn),小車運(yùn)動中所受阻力f已提前測得.
          ①某次實(shí)驗(yàn)中,在小桶中加入適當(dāng)砝碼使小車做加速運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶如圖5所示,通過正確的方法得出了打1、2兩點(diǎn)時小車的速度大小分別為v1、v2,兩點(diǎn)間的距離為L,設(shè)小車的質(zhì)量為M,小桶和砝碼的總質(zhì)量為m,某同學(xué)按如下思路驗(yàn)證動能定理:以小車為研究對象,合外力的功為W=mgL-fL,動能增量為Ek=
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          M(
          v
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          -
          v
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          )
          ,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后,他發(fā)現(xiàn)W總是大于△Ek,你認(rèn)為產(chǎn)生這種誤差的原因是
           
          ;
          ②為了減小或消除以上誤差,同學(xué)們提出了以下四種改進(jìn)方案,你認(rèn)為有效的是
           
          (填選項(xiàng)字母).
          A.使小桶和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
          B.換用水平氣墊導(dǎo)軌結(jié)合光電計(jì)時器做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證mgL是否等于
          1
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          M(
          v
          2
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          -
          v
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          1
          )

          C.設(shè)法得出輕細(xì)繩的拉力T,驗(yàn)證TL-fL是否等于
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          M(
          v
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          -
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          )

          D.研究小車、小桶及砝碼組成的系統(tǒng),驗(yàn)證mgL-fL是否等于
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          (M+m)(
          v
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          科目:高中物理 來源:天津模擬 題型:問答題

          (1)一輕彈簧原長為10cm,把它上端固定,下端懸掛一重為0.5N的鉤碼,靜止時它的長度為12cm,彈簧的勁度系數(shù)為______N/m;現(xiàn)有一個帶有半徑為14cm的
          1
          4
          光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上,半徑OA水平,OB豎直,如圖1所示;將上述輕彈簧的一端拴在A點(diǎn),另一端拴著一個小球,發(fā)現(xiàn)小球靜止在圓弧上的P點(diǎn),且∠BOP=30°,則小球重為______N.
          (2)用游標(biāo)卡尺測量某圓柱形金屬工件的直徑,其示數(shù)如圖2所示,該工件的直徑為______mm.

          精英家教網(wǎng)

          (3)用如圖3所示的裝置做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn).小燈泡的規(guī)格為(4.5V0.3A);電流表有0.6A和3A兩個量程;電壓表有3V和15V兩個量程.
          將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
          A.按如圖3所示方式連接好電路,其中電流表選用0.6A的量程;電壓表選用3V的量程;
          B.將滑動變阻器的滑片移動到最______端;
          C.閉合電鍵,移動滑動變阻器滑片的位置,在0~3.0V內(nèi)測出6組不同的電壓U和對應(yīng)的電流I的值,并將測量數(shù)據(jù)填入表格;
          D.打開電鍵,______;
          E.閉合電鍵,移動滑動變阻器滑片的位置,在3.0~4.5V之間測出6組不同的電壓U和對應(yīng)的電流I的值,并將測量數(shù)據(jù)填入表格;斷開電鍵;
          F.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立坐標(biāo)系;
          G.在坐標(biāo)系內(nèi)描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn),用平滑曲線擬合這些點(diǎn);
          H.拆除電路,整理儀器.
          (4)某學(xué)習(xí)小組采用如圖5所示的裝置做“驗(yàn)證動能定理”實(shí)驗(yàn),小車運(yùn)動中所受阻力f已提前測得.
          ①某次實(shí)驗(yàn)中,在小桶中加入適當(dāng)砝碼使小車做加速運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶如圖5所示,通過正確的方法得出了打1、2兩點(diǎn)時小車的速度大小分別為v1、v2,兩點(diǎn)間的距離為L,設(shè)小車的質(zhì)量為M,小桶和砝碼的總質(zhì)量為m,某同學(xué)按如下思路驗(yàn)證動能定理:以小車為研究對象,合外力的功為W=mgL-fL,動能增量為Ek=
          1
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          M(
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          )
          ,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后,他發(fā)現(xiàn)W總是大于△Ek,你認(rèn)為產(chǎn)生這種誤差的原因是______;
          ②為了減小或消除以上誤差,同學(xué)們提出了以下四種改進(jìn)方案,你認(rèn)為有效的是______(填選項(xiàng)字母).
          A.使小桶和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
          B.換用水平氣墊導(dǎo)軌結(jié)合光電計(jì)時器做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證mgL是否等于
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          M(
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          C.設(shè)法得出輕細(xì)繩的拉力T,驗(yàn)證TL-fL是否等于
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          M(
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          D.研究小車、小桶及砝碼組成的系統(tǒng),驗(yàn)證mgL-fL是否等于
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          (M+m)(
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          v21
          )

          查看答案和解析>>

          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解