【題目】在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R=0.3m的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為的金屬小球(視為質(zhì)點(diǎn))通過(guò)長(zhǎng)為L=0.5m的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)．小球帶電荷量為時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對(duì)稱(chēng)軸上某點(diǎn)A處于平衡狀態(tài)，如圖所示．已知靜電力常量. 求：

（1）細(xì)線的拉力F的大小；

（2）小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小？

（3）金屬細(xì)圓環(huán)不能等效成點(diǎn)電荷來(lái)處理，試應(yīng)用微元法推導(dǎo)圓環(huán)帶電量Q表達(dá)式？（用字母R、L、k、E表示）

【答案】(1) (2) (3) 或

【解析】由幾何關(guān)系：， , ①

（1）對(duì)小球受力分析可知： ②

由①②得： ③

（2）由平衡條件可得： ④

由①④得： ⑤

（3）由微元法，無(wú)限劃分，設(shè)每一極小段圓環(huán)帶電量為

則： ⑥

其中：

由①⑥得：

或 ⑦

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的探索和發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，科學(xué)家們運(yùn)用了許多研究方法，以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是:

A. 在不考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)替代物體的方法是假設(shè)法

B. 引入重心.合力與分力的概念時(shí)運(yùn)用了類(lèi)比法

C. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)時(shí)， 就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義式運(yùn)用了極限思想法

D. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，再把各小段位移相加，這里采用了控制變量法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，有一絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，圓環(huán)平面與豎直平面重合。一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過(guò)圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m=10g的帶正電的小球，小球所帶電荷量q=5.0×10﹣4C。小球從c點(diǎn)由靜止釋放，其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖乙所示.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，速度圖象的切線斜率最大（圖中標(biāo)出了該切線）.則下列說(shuō)法正確的是

A. 在O點(diǎn)右側(cè)桿上，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=1.2V/m

B. 由C到A的過(guò)程中，小球的電勢(shì)能一直減小

C. 由C到A電勢(shì)先降低后升高

D. C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCB=0.9V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某靜電場(chǎng)中x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖像如圖所示，設(shè)x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，一帶電量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果了自剛好能運(yùn)動(dòng)到x=3x0處，，不計(jì)粒子所受重力，已知，則下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子一定帶負(fù)電

B. 粒子初動(dòng)能大小為

C. 粒子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能先增大后減小

D. 粒子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(1)用多用電表的歐姆擋測(cè)量一未知電阻的阻值，將選擇開(kāi)關(guān)旋到“×10”擋，測(cè)量時(shí)指針停在刻度盤(pán)附近，為了提高測(cè)量的精確度，先將選擇開(kāi)關(guān)旋到________(選填“×1”或“×100”)擋，然后進(jìn)行了如下操作，這些操作的合理順序是____________。

A.將兩根表筆分別接觸待測(cè)電阻的兩端，記下讀數(shù)

B.將兩根表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針停在0Ω刻度線上

C.將選擇開(kāi)關(guān)旋到“OFF”擋

(2)在（1）所選倍率下，完成相應(yīng)操作后，測(cè)該電阻時(shí)表盤(pán)指針如圖所示，則該電學(xué)元件阻值為____________Ω。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中， 和是完全相同的兩只燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下面說(shuō)法中正確的是

A. 合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)， 和同時(shí)亮

B. 合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)， 先亮， 后亮

C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)， 先滅， 后滅

D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)， 先滅， 后滅

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1、B2．以垂直紙面向外的磁場(chǎng)為正，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示．則0～t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中

A. 感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B. 感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

C. 感應(yīng)電流大小為

D. 感應(yīng)電流大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則（　　 ）

A. 用戶(hù)用電器上交流電的頻率是100Hz

B. 發(fā)電機(jī)輸出交流電的嗲呀有效值是500V

C. 輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定

D. 當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上的損失的功率減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為 k ），如圖18-7-15所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓 U ．現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m 0 的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）．請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量．

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且可使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫(huà)出完成的測(cè)量電路．

（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù) k ，并測(cè)出待測(cè)物體質(zhì)量m．

（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題．

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