Question

在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球（視為質(zhì)點）通過長為L的絕緣細線懸掛在圓環(huán)的最高點．當圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q（未知）時，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖所示．已知靜電力常量為k．則下列說法中正確的是（　�。�

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• A、電荷量Q=

  mgL3 kR

• B、電荷量Q=

	C、繩對小球的拉力F= mgR L D、繩對小球的拉力F= mgL L2-R2 試題答案 練習冊答案 在線課程 分析：小球受到的庫侖力為圓環(huán)各點對小球庫侖力的合力，則取圓環(huán)上△x來分析，再取以圓心對稱的△x，這2點合力向右，距離L，豎直方向抵消，只有水平方向；求所有部分的合力Σ△m，即可求得庫侖力的表達式；小球受重力、拉力及庫侖力而處于平衡，則由共點力的平衡條件可求得繩對小球的拉力及庫侖力；則可求得電量． 解答：解：由于圓環(huán)不能看作點電荷，我們?nèi)�圓環(huán)上一部分△x，設總電量為Q，則該部分電量為 △x 2πR Q； 由庫侖定律可得，該部分對小球的庫侖力F1= KQ△XQ 2πL2R ，方向沿該點與小球的連線指向小球； 同理取以圓心對稱的相同的一段，其庫侖力與F1相同；如圖所示， 兩力的合力應沿圓心與小球的連線向外，大小為2 KQ△XQ 2πL2R × L2-R2 L = KQ2△ X L2-R2 πL3R ； 因圓環(huán)上各點對小球均有庫侖力，故所有部分庫侖力的合力F庫= KQ2 L2-R2 πL3R ×πR= KQ2 L2-R2 L3 ，方向水平向右； 小球受力分析如圖所示，小球受重力、拉力及庫侖力而處于平衡，故T與F的合力應與重力大小相等，方向相反； 由幾何關系可得： T L = mg R ； 則小球?qū)�繩子的拉力T= mgL R ，故C、D錯誤； F L2-R2 = mg R ； 則F= mg L2-R2 R = KQ2 L2-R2 L3 ； 解得Q= mgL3 kR ； 故A正確，B錯誤； 故選A． 點評：因庫侖定律只能適用于真空中的點電荷，故本題采用了微元法求得圓環(huán)對小球的庫侖力，應注意體會該方法的使用． 庫侖力的考查一般都是結(jié)合共點力的平衡進行的，應注意正確進行受力分析． 練習冊系列答案 活動填圖冊系列答案 有效課堂精講精練系列答案 新課程初中物理同步訓練系列答案 單元測評四川教育出版社系列答案 系列答案 鎖定100分小學畢業(yè)�？季硐盗写鸢� 初中學業(yè)水平考試歷史與社會思想品德精講精練系列答案 精華講堂系列答案 同步精練課時作業(yè)達標訓練系列答案 同步閱讀浙江教育出版社系列答案 年級 高中課程 年級 初中課程 高一 高一免費課程推薦！ 初一 初一免費課程推薦！ 高二 高二免費課程推薦！ 初二 初二免費課程推薦！ 高三 高三免費課程推薦！ 初三 初三免費課程推薦！ 更多初中、高中輔導課程推薦,點擊進入>> 相關習題 科目：高中物理 來源： 題型： 如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為L的正方形線圈ABCD由n匝導線繞成，線圈中有順時針方向大小為I的電流，在AB邊的中點用細線豎直懸掛于輕桿一端，輕桿另一端通過豎直的彈簧固定于地面，輕桿可繞桿中央的固定轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．在圖中虛線的下方，有與線圈平面垂直的勻強磁場，磁感強度為B，平衡時，CD邊水平且線圈有一半面積在磁場中，忽略電流I產(chǎn)生的磁場，穿過線圈的磁通量為 BL2/2 ；彈簧受到的拉力為 mg+nBIL ． 查看答案和解析>> 科目：高中物理 來源： 題型： 如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域，半徑為R，內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O恰好在MN的中點，半圓管的一半處于電場中，一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的帶正電，電荷量為q的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，小球從B點穿過后，能夠通過B點正下方的C點，重力加速度為g，小球在C點處的加速度大小為 5 3 g．求： （1）帶勻強電場場強E； （2）小球在到達B點前一瞬間時，半圓軌道對它的作用力的大��； （3）要使小球能夠到達B點正下方C點，虛線框MNPQ的高度和寬度滿足什么條件？ 查看答案和解析>> 科目：高中物理 來源： 題型： （2011?鄭州模擬）如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場；在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．半徑為R的光滑絕緣空心半圓細管ADO固定在豎直平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場中，圓心O1為MN的中點，直徑AO垂直于水平虛線MN．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點）從圓管的A點由靜止滑入管內(nèi)，從O點穿出后恰好通過O點正下方的C點．已知重力加速度為g，電場強度的大小E= 4mg 3q ．求： （1）小球到達O點前一時刻，圓管對它作用力的大小； （2）矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應滿足的條件； （3）從O點開始計時，經(jīng)過多長時間小球的動能最��？ 查看答案和解析>> 科目：高中物理 來源： 題型： 如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場；在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．半徑為R的光滑絕緣空心半圓細管ADO固定在豎直平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場中，圓心O1為MN的中點，直徑AO垂直于水平虛線MN．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點）從半圓管的A點由靜止滑入管內(nèi)，從O點穿出后恰好通過O點正下方的C點．已知重力加速度為g，電場強度的大小E= 4mg 3q ．求： （1）小球到達O點時，半圓管對它作用力的大�。� （2）從O點開始計時，經(jīng)過多長時間小球運動到C點； （3）矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應滿足的條件； （4）從O點開始計時，經(jīng)過多長時間小球的動能最�。� 查看答案和解析>> 科目：高中物理 來源： 題型： 如圖所示：矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域；半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O為MN的中點，半圓管的一半處于電場中．一帶正電的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，小球可視為質(zhì)點，質(zhì)量為m，電量為q，當小球達到B點時，對管壁的壓力為FN=3mg，重力加速度為g，求： （1）勻強電場的電場強度E； （2）若小球能從矩形框的右邊界NP離開電場，矩形區(qū)域MNPQ的最小面積S． 查看答案和解析>> 同步練習冊答案 全品作業(yè)本答案 同步測控優(yōu)化設計答案 長江作業(yè)本同步練習冊答案 同步導學案課時練答案 仁愛英語同步練習冊答案 一課一練創(chuàng)新練習答案 時代新課程答案 新編基礎訓練答案 能力培養(yǎng)與測試答案 更多練習冊答案 百度致信 - 練習冊列表 - 試題列表 湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū) 違法和不良信息舉報電話：027-86699610 舉報郵箱：58377363@163.com 版權(quán)聲明：本站所有文章，圖片來源于網(wǎng)絡，著作權(quán)及版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載無意侵犯版權(quán)，如有侵權(quán)，請作者速來函告知，我們將盡快處理，聯(lián)系qq：3310059649。 ICP備案序號: 滬ICP備07509807號-10 鄂公網(wǎng)安備42018502000812號 感谢您访问我们的网站，您可能还对以下资源感兴趣： 52色鲁超碰这里只有精品网址

Answer 1

分析：小球受到的庫侖力為圓環(huán)各點對小球庫侖力的合力，則取圓環(huán)上△x來分析，再取以圓心對稱的△x，這2點合力向右，距離L，豎直方向抵消，只有水平方向；求所有部分的合力Σ△m，即可求得庫侖力的表達式；小球受重力、拉力及庫侖力而處于平衡，則由共點力的平衡條件可求得繩對小球的拉力及庫侖力；則可求得電量．

解答：解：由于圓環(huán)不能看作點電荷，我們?nèi)�圓環(huán)上一部分△x，設總電量為Q，則該部分電量為

△x

2πR

Q；
由庫侖定律可得，該部分對小球的庫侖力F₁=

KQ△XQ

2πL2R

，方向沿該點與小球的連線指向小球；
同理取以圓心對稱的相同的一段，其庫侖力與F₁相同；如圖所示，
兩力的合力應沿圓心與小球的連線向外，大小為2

KQ△XQ

2πL2R

×

L2-R2

L

=

KQ2△ X L2-R2

πL3R

；
因圓環(huán)上各點對小球均有庫侖力，故所有部分庫侖力的合力F_庫=

KQ2 L2-R2

πL3R

×πR=

KQ2 L2-R2

L3

，方向水平向右；
小球受力分析如圖所示，小球受重力、拉力及庫侖力而處于平衡，故T與F的合力應與重力大小相等，方向相反；
由幾何關系可得：

T

L

=

mg

R

；
則小球?qū)�繩子的拉力T=

mgL

R

，故C、D錯誤；

F

L2-R2

=

mg

R

；
則F=

mg L2-R2

R

=

KQ2 L2-R2

L3

；
解得Q=

mgL3 kR

；
故A正確，B錯誤；
故選A．

點評：因庫侖定律只能適用于真空中的點電荷，故本題采用了微元法求得圓環(huán)對小球的庫侖力，應注意體會該方法的使用．
庫侖力的考查一般都是結(jié)合共點力的平衡進行的，應注意正確進行受力分析．