【題目】如圖所示,把金屬絲AB彎成半徑r=1m的圓弧,但在AB之間留出寬度為d=2cm、相對來說很小的間隙,將電荷量Q=3.13×10-9C的正電荷均勻分布在金屬絲上,求圓心O處的電場強(qiáng)度.

【答案】9×10-2N/C.,方向豎直向上。

【解析】

中學(xué)物理中只講點(diǎn)電荷場強(qiáng)及勻強(qiáng)電場的計算方法,一個不規(guī)則帶電體(如本題的缺口的帶點(diǎn)環(huán))所產(chǎn)生的場強(qiáng),沒有現(xiàn)成的公式可用.但可以這樣想:將圓弧的缺口補(bǔ)上,并且它的電荷密度與缺口的環(huán)體原有電荷密度是一樣的,這樣就形成了一個電荷均勻分布的完整的帶電環(huán),環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分可看作兩個相應(yīng)的點(diǎn)電荷,它們產(chǎn)生的電場在圓心O處疊加后場強(qiáng)是零,根據(jù)對稱性可知,帶電圓環(huán)在圓心O處的總場強(qiáng)是零.至于補(bǔ)上的帶電小段,由題給條件可視為點(diǎn)電荷,它在圓心O處的場強(qiáng)為E1是可求的,若題中待求場強(qiáng)為E2,則由E1+E2 =0,便可求得E2.

設(shè)原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為σ,則有

補(bǔ)上的金屬小段帶電量

它在O處的場強(qiáng)為

代入數(shù)據(jù)得

方向豎直向下

所以 方向豎直向上。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t0時的波形圖.經(jīng)過時間t1Q點(diǎn)振動狀態(tài)傳到P點(diǎn),則t1時刻( )

A.Q點(diǎn)正在波谷位置

B.Q點(diǎn)加速度沿y軸的正方向

C.P質(zhì)點(diǎn)已運(yùn)動到x0的位置

D.位于1cmx3cm內(nèi)的所有質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的U形光滑導(dǎo)軌足夠長,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5 T的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌寬度L=0.2 m,可動導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=2.0 kg,電阻R=0.1 ,其余電阻可忽略不計,F(xiàn)在導(dǎo)體棒ab在水平外力F=10 N的作用下,由靜止開始運(yùn)動了s=40cm后,速度達(dá)到最大。求:

1)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動的最大速度。

2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為最大速度的一半時,棒ab的加速度。

3)導(dǎo)體棒ab由靜止達(dá)到最大速度的過程,棒ab上產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法是某同學(xué)對電學(xué)中相關(guān)概念及公式的理解,其中正確的是(  )

A.電場強(qiáng)度公式E適用于一切電場

B.根據(jù)電容的定義式C,電容器極板上的電荷量每增加1C,電壓就增加1V

C.根據(jù)電場力做功的計算式WqU,一個電子在1V的電壓下加速,電場力做功為1eV

D.電場線就是正電荷只在電場力的作用下運(yùn)動的軌跡

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),實(shí)線為某帶電粒子在該電場中的運(yùn)動軌跡,該帶電粒子僅受電場力作用,a、b、c為軌跡上的三個點(diǎn),虛線圓均以O為圓心,下列說法正確的是( 。

A. 帶電粒子帶正電荷

B. 帶電粒子在b點(diǎn)的加速度小于它在a點(diǎn)的加速度

C. 帶電粒子在c點(diǎn)的動能等于它在b點(diǎn)的動能

D. 帶電粒子在從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中電場力先做正功再做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,傾角θ30°的足夠長固定光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉著質(zhì)量m1 kg的物體沿斜面向上運(yùn)動。已知物體在t1 st3 s這段時間的vt圖象如圖乙所示,彈簧的勁度系數(shù)k200 N/m,重力加速度g10 m/s2。則在該段時間內(nèi)(  )

A.物體的加速度大小為2 m/s2B.彈簧的伸長量為3 cm

C.彈簧的彈力做功為30 JD.物體的重力勢能增加36 J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一電子束垂直于電場線與磁感線方向入射后偏向A極板,為了使電子束沿射入方向做直線運(yùn)動,可采用的方法是(  )

A. 將變阻器滑動頭P向右滑動 B. 將變阻器滑動頭P向左滑動

C. 將極板間距離適當(dāng)減小 D. 將極板間距離適當(dāng)增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB、C是勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn),已知A="10" VB="4" V,C=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4cm,試確定:

1)該電場中的一條電場線.

2)場強(qiáng)E的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡,兩種顏色不同的可見光細(xì)光束a、b,垂直于斜邊從空氣射向玻璃,光路如圖所示,則下列說法正確的是(

A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率

B.a光和b光由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡后頻率都變小

C.a光和b光在玻璃中傳播時a光的波長小于b光的波長

D.在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),a光的條紋間距比b光小

E.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣,若逐漸增大入射角,則a光先發(fā)生全反射

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