3.關(guān)于靜電常量k:k為靜電常量.在國際單位制中.k= .它的單位為導(dǎo)出單位.k的物理意義是: 知識點一電荷守恒定律的理解 兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體.接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和.然后再進(jìn)行電荷的重新分配.若不受外界影響.兩個外形完全相同的導(dǎo)體接觸后所帶電荷量相等. [應(yīng)用1]兩個相同的金屬小球所帶電量不同.小球間相距一定距離時有相互作用的庫侖力.如果將它們相互接觸一下.再放到原來的位置.則兩金屬小球之間庫侖力的變化情況是 A.如果相互接觸前庫侖力是引力.則相互接觸后庫侖力仍是引力 B.如果相互接觸前庫侖力是引力.則相互接觸后庫侖力是斥力 C.如果相互接觸前庫侖力是斥力.則相互接觸后庫侖力一定增大 D.如果相互接觸前庫侖力是斥力.則相互接觸后庫侖力一定減小 導(dǎo)示: 如果相互接觸前庫侖力是引力.則兩個電荷是異種電荷.它們相互接觸中和后帶等量同種電荷.帶電性質(zhì)與原來電量大的相同.所以庫侖力是斥力.如果相互接觸前庫侖力是斥力.則兩個電荷是同種電荷.它們相互接觸后帶等量同種電荷.電量乘積比原來大.則相互接觸后庫侖力一定增大. 故選BC. 本題中用到數(shù)學(xué)中定和求積的極值問題.即兩個變量和一定.當(dāng)兩者相等時.積有最大值. 知識點二庫侖定律的適用條件 庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷.當(dāng)兩個較大的金屬球距離較近時.由于異種電荷相互吸引.同種電荷相互排斤.使電荷的分布發(fā)生變化.電荷間的距離不再是兩球心間的距離. [應(yīng)用2]半徑為R的兩個較大金屬球放在絕緣桌面上.若兩球都帶等量同種電荷Q時相互之間靜電力為F1.兩球帶等量異種電荷Q與-Q時靜電力為F2.則 A.F1>F2 B.F1 < F2 C.F1= F2 D.不能確定 導(dǎo)示: 題中放在桌面上的是兩個較大金屬球.因此不能把它們當(dāng)作點電荷,若兩球都帶等量同種電荷Q時.因為同性相斥.電荷之間的距離大于兩球心之間距離,兩球帶等量異種電荷Q與-Q時.因為異性相吸.電荷之間的距離小于兩球心之間距離,根據(jù)庫侖定律公式可知F1 < F2. 故選B. 類型一同一直線上三個電荷平衡問題 [例1]如圖所示.q1.q2.q3分別表示在一條直線上的三個點電荷.已知q1與q2之間的距離為L1 , q2與q3之間的距離為L2.且每個電荷都處于平衡狀態(tài).則 (1)如果q2為正電荷.則q1為 電荷.q3為 電荷. (2)q1.q2.q3三者電量大小之比是 : : 導(dǎo)示:(1)每個電荷均處于平衡狀態(tài).即要求每個電荷所受合力應(yīng)為零.因q2為正電荷.顯然q1 .q3應(yīng)為負(fù)電荷. (2)由庫侖定律.可得平衡方程: 對q1有: 對q2有: 對q3有: 解以上三式得:q1:q2:q3= 答案(1)負(fù) 負(fù) (2) 三個點電荷受庫侖力平衡.則三個電荷一定共線.且同種電荷在兩邊.中間為異種電荷.電量最小,旁邊與中間的距離近.電量應(yīng)小.距離遠(yuǎn).電量應(yīng)大.可簡單記為“同夾異.大夾小.近小遠(yuǎn)大 . 類型二庫侖定律與平衡條件的結(jié)合問題 庫侖定律在力學(xué)中應(yīng)用問題多以平衡狀態(tài)出現(xiàn).正確受力分析是解決此類問題的關(guān)鍵. [例2]豎直墻面光滑且絕緣.地面粗糙也絕緣.小球A.B帶有同種電荷.用指向墻面的水平力F作用于小球B.兩球分別靜止在豎直墻面和水平地面上.如圖所示.若將小球B向左推動少許.當(dāng)兩球重新達(dá)到平衡時.作用于B的水平力仍為F.與原來的平衡狀態(tài)相比較 A.地面對B球摩擦力變大 B.地面對B球支持力變大 C.豎直墻面對小球A的彈力變大 D.AB兩球之間距離變大 導(dǎo)示: 本題先用整體法分析A.B受力.可知B受地面支持力與整體重力相等.故地面對B球支持力不變,然后再分別隔離A.B進(jìn)行受力分析.易知地面對B球摩擦力.豎直墻面對小球A的彈力都變小.A.B之間的庫侖力也變小.兩球之間的距離變大.故選D. 類型三評價分析題 [例3]我們知道.驗電器無法定量測定物體的帶電量.學(xué)校實驗室也沒有其他定量測定電量的儀器.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一定量測定輕質(zhì)小球帶電量的方案如下:取兩個完全相同的輕質(zhì)小球.用天平測出小球的質(zhì)量m.然后讓小球帶上相同的電量Q.并將兩個帶電小球用相同的絕緣輕質(zhì)細(xì)線如圖所示懸掛(懸線長度遠(yuǎn)大于小球半徑).測出穩(wěn)定后懸線偏離豎直方向的夾角θ等物理量.從而算出小球的電量Q.你認(rèn)為該設(shè)計方案是否可行.若可行.則還需測量哪些物理量才能求出小球所帶的電量.用字母表示該物理量.并寫出小球所帶電量的表達(dá)式及其推導(dǎo)的過程.若不可行.請寫出你的實驗方案和相應(yīng)的計算表達(dá)式及其推導(dǎo)過程. 導(dǎo)示:可行. 為了測量小球所帶的電量.還需測量懸線懸點到球心的距離L. 設(shè)當(dāng)小球處于如圖所示的位置時兩球相距r.由牛頓第三定律可知.兩個帶電小球之間的庫侖力大小相等.設(shè)為F. 對A球有: 由力的平衡條件得: 由幾何關(guān)系可得: 由以上各式得: 故: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

    現(xiàn)代技術(shù)中,傳感器是指這樣一類元件:它能夠?qū)⒅T如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等大量電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。如圖所示的裝置就是一種測壓強的傳感器。圖中AB為大小、形狀完全相同的金屬板,它們構(gòu)成一個電容器,其中A權(quán)被固定,兩金屬板的正對面積為S。金屬板是空氣的介電常數(shù)為,靜電力常量為k。C、D是兩根完全一樣的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)為兩彈簧一端固定,另一端與金屬板B上的絕緣桿相連。傳感器未工作時,彈簧處于自然長度,兩金屬板間的距離為

   (1)現(xiàn)將兩金屬板與直流電源相連對電容器進(jìn)行充電,充至電容器兩極間電壓為U后與電源斷開。由于兩金屬板帶電導(dǎo)致的兩板間距的變化忽略不計,求電容器所帶電荷量;

   (2)若僅已知現(xiàn)對極板B的右側(cè)施加一均勻向左的待測壓強P,甲同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后兩極板間的電壓U0對壓強進(jìn)行測量;乙同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后電容器的帶電量對壓強進(jìn)行測量。

a.你選擇上述哪種方法,指出這種方法中開關(guān)所處的狀態(tài),并簡要說明理由。

b.根據(jù)你選擇的方法,通過推導(dǎo)寫出壓強的表達(dá)式。

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(18分)

    現(xiàn)代技術(shù)中,傳感器是指這樣一類元件:它能夠?qū)⒅T如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等大量電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。如圖所示的裝置就是一種測壓強的傳感器。圖中A、B為大小、形狀完全相同的金屬板,它們構(gòu)成一個電容器,其中A權(quán)被固定,兩金屬板的正對面積為S。金屬板是空氣的介電常數(shù)為,靜電力常量為k。CD是兩根完全一樣的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)為兩彈簧一端固定,另一端與金屬板B上的絕緣桿相連。傳感器未工作時,彈簧處于自然長度,兩金屬板間的距離為

   (1)現(xiàn)將兩金屬板與直流電源相連對電容器進(jìn)行充電,充至電容器兩極間電壓為U后與電源斷開。由于兩金屬板帶電導(dǎo)致的兩板間距的變化忽略不計,求電容器所帶電荷量;

   (2)若僅已知現(xiàn)對極板B的右側(cè)施加一均勻向左的待測壓強P,甲同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后兩極板間的電壓U0,對壓強進(jìn)行測量;乙同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后電容器的帶電量對壓強進(jìn)行測量。

a.你選擇上述哪種方法,指出這種方法中開關(guān)所處的狀態(tài),并簡要說明理由。

b.根據(jù)你選擇的方法,通過推導(dǎo)寫出壓強的表達(dá)式。

 

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(18分)

    現(xiàn)代技術(shù)中,傳感器是指這樣一類元件:它能夠?qū)⒅T如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等大量電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。如圖所示的裝置就是一種測壓強的傳感器。圖中A、B為大小、形狀完全相同的金屬板,它們構(gòu)成一個電容器,其中A權(quán)被固定,兩金屬板的正對面積為S。金屬板是空氣的介電常數(shù)為,靜電力常量為k。C、D是兩根完全一樣的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)為兩彈簧一端固定,另一端與金屬板B上的絕緣桿相連。傳感器未工作時,彈簧處于自然長度,兩金屬板間的距離為

   (1)現(xiàn)將兩金屬板與直流電源相連對電容器進(jìn)行充電,充至電容器兩極間電壓為U后與電源斷開。由于兩金屬板帶電導(dǎo)致的兩板間距的變化忽略不計,求電容器所帶電荷量;

   (2)若僅已知現(xiàn)對極板B的右側(cè)施加一均勻向左的待測壓強P,甲同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后兩極板間的電壓U0,對壓強進(jìn)行測量;乙同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后電容器的帶電量對壓強進(jìn)行測量。

a.你選擇上述哪種方法,指出這種方法中開關(guān)所處的狀態(tài),并簡要說明理由。

b.根據(jù)你選擇的方法,通過推導(dǎo)寫出壓強的表達(dá)式。

 

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(18分)
現(xiàn)代技術(shù)中,傳感器是指這樣一類元件:它能夠?qū)⒅T如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等大量電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。如圖所示的裝置就是一種測壓強的傳感器。圖中A、B為大小、形狀完全相同的金屬板,它們構(gòu)成一個電容器,其中A權(quán)被固定,兩金屬板的正對面積為S。金屬板是空氣的介電常數(shù)為,靜電力常量為k。C、D是兩根完全一樣的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)為兩彈簧一端固定,另一端與金屬板B上的絕緣桿相連。傳感器未工作時,彈簧處于自然長度,兩金屬板間的距離為
(1)現(xiàn)將兩金屬板與直流電源相連對電容器進(jìn)行充電,充至電容器兩極間電壓為U后與電源斷開。由于兩金屬板帶電導(dǎo)致的兩板間距的變化忽略不計,求電容器所帶電荷量;
(2)若僅已知現(xiàn)對極板B的右側(cè)施加一均勻向左的待測壓強P,甲同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后兩極板間的電壓U0,對壓強進(jìn)行測量;乙同學(xué)說:可以通過測量施加壓強前后電容器的帶電量對壓強進(jìn)行測量。
a.你選擇上述哪種方法,指出這種方法中開關(guān)所處的狀態(tài),并簡要說明理由。
b.根據(jù)你選擇的方法,通過推導(dǎo)寫出壓強的表達(dá)式。

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一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上,如圖所示,AB段水平,BD段是半徑為R的半圓弧,有電荷量為Q(Q>0)的點電荷固定在圓心O點.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電小環(huán)套在光滑絕緣桿上,在水平外力作用下從C點由靜此開始運動,到B點時撤去外力,小環(huán)繼續(xù)運動,發(fā)現(xiàn)剛好能到絕緣桿的最高點D.已知CB間距為4R/3.(提示:根據(jù)電磁學(xué)有關(guān)知識,在某一空間放一電荷量為Q的點電荷,則距離點電荷為r的某點的電勢為,其中k為靜電力常量,設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為零.)
(1)求小環(huán)從C運動到B過程中,水平外力做的功;
(2)若水平外力為恒力,要使小環(huán)能運動到D點,求水平外力的最小值F
(3)若水平外力為恒力,大小為F(F大于(2)問中的F),求小環(huán)運動到D點時,絕緣桿對環(huán)的彈力大小和方向.

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同步練習(xí)冊答案