【題目】靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。

1)請根據(jù)電場強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場強(qiáng)表達(dá)式;

2)點(diǎn)電荷Q的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為r1、r2

a.計(jì)算等勢面S1、S2處的電場強(qiáng)度大小E1、E2;

b.電場線的疏密反映空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小,若點(diǎn)電荷Q發(fā)出的電場線數(shù)量為N,計(jì)算S1S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比;

c.因?yàn)殡妶鼍的疏密反映空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小,小明發(fā)現(xiàn)穿過等勢面S1、S2的電場線數(shù)量相等,猜測圖中電場強(qiáng)度E與等勢面S1S2面積的乘積相等,請論述小明的猜測是否合理。

【答案】1;(2a;b c.小明的猜測合理。

【解析】

1)在距Qr的位置放一電荷量為q的檢驗(yàn)電荷,檢驗(yàn)電荷受到的電場力為:

,

根據(jù)電場強(qiáng)度的定義可得:

2a.等勢面S1處的電場強(qiáng)度大小E1為:

,

等勢面S2處的電場強(qiáng)度大小E2為:

;

b.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比為:

c.按照小明的猜想有:

,

根據(jù)(2)問可知:

聯(lián)立可得:

,

由于N1、N2S1S2上單位面積通過的電場線條數(shù),且穿過等勢面S1、S2的電場線數(shù)量相等,所以有:

,

所以小明的猜測合理。

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】1)用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑,如圖所示的讀數(shù)是_____cm。

2)某同學(xué)先用多用電表粗測其電阻,用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“×10”檔位的多用電表測量,發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大,這時(shí)他應(yīng)將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“_____”檔位(選填“×100”或“×1”),然后進(jìn)行_____,再次測量電阻絲的阻值,其表盤及指針?biāo)肝恢萌鐖D所示,則此段電阻絲的電阻為_____Ω(電阻絲電阻結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平分界線KL上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,下方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。邊界NSMT間距為2.5h,P、Q分別位于邊界NS、MT上距KLh。質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子由靜止開始經(jīng)電場加速后(電場未畫出),從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入上方磁場,然后垂直于KL射入下方磁場,最后經(jīng)Q點(diǎn)射出。

(1)求在磁場中運(yùn)動(dòng)的粒子速度大。

(2)求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

(3)其它條件不變,減小加速電壓,要使粒子不從NS邊界射出,求加速電壓的最小值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器已經(jīng)充電,靜電計(jì)的金屬球與電容器的一個(gè)極板連接,外殼與另一個(gè)極板連接,靜電計(jì)針的偏轉(zhuǎn)示電容兩極板間的電勢差.實(shí)驗(yàn)中保持極板上的電荷量不變.設(shè)電容兩極正對面積為,極板間的距離為,靜電計(jì)指針偏角為.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是(

A. 保持不變,增大,則變大

B. 保持不變,減小,則不變

C. 保持不變,減小,則變小

D. 保持、不變,在兩板間插入電介質(zhì),則變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一靜電場,其電勢隨x坐標(biāo)的改變而改變,變化的圖線如圖所示.若將一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放,粒子沿x軸運(yùn)動(dòng),電場中PQ兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1mm、4mm.下列說法正確的是( )

A. 粒子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí),加速度大小相等、方向相反

B. 粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),電場力做功的功率相等

C. 粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),動(dòng)能相等

D. 粒子在P點(diǎn)的電勢能為正值

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電粒子以水平速度v0v0)先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域,已知電場方向豎直向下,兩個(gè)區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起,在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中,(其所受重力忽略不計(jì)),電場和磁場對粒子所做的功為W1;若把電場和磁場正交重疊,如圖所示,粒子仍以初速度v0穿過重疊場區(qū),在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中,電場和磁場對粒子所做的總功為W2,比較W1W2,則( 。

A.一定是W1W2B.一定是W1=W2

C.一定是W1W2D.可能是W1W2,也可能是W1W2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑分別為R、2R的兩個(gè)同心圓,圓心為O,大圓和小圓之間區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,其余區(qū)域無磁場,一重力不計(jì)的帶正電粒子從大圓邊緣的P點(diǎn)沿PO方向以速度v1射入磁場,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中所示,圖中軌跡所對的圓心角為120°;若將該帶電粒子從P點(diǎn)射入的速度大小變?yōu)?/span>v2時(shí),不論其入射方向如何,都不可能射入小圓內(nèi)部區(qū)域,則v1v2至少為(

A.B.C.D.

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【題目】如圖所示,用質(zhì)量m=2kg的絕熱活塞在絕熱汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁間摩擦力忽略不計(jì),開始時(shí)活寒距離汽缸底部的高度h1=0.2m,氣體的溫度t1=27℃;現(xiàn)用汽缸內(nèi)一電熱絲(未畫出)給氣體緩慢加熱,加熱至t2=177,活塞緩慢上升到距離汽缸底某高度h2處,此過程中被封閉氣體吸收的熱量為3000J。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g10m/s2,活塞截面積S=4.0×10-4m2.求:

(1)初始時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p和緩慢加熱后活塞距離汽缸底部的高度h2;

(2)此過程中氣體內(nèi)能的變化量U

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m2.0×1011 kg、電荷量q=+1.0×105 C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1100 V的電場加速后,從兩平行金屬板的中間水平進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場中,微粒從金屬板邊緣射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ30°,并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里、寬度為D34.0 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.微粒重力忽略不計(jì).求:

1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速率v1;

2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2;

3)為使帶電微粒不會(huì)由磁場右邊射出,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大?(=1.7

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