18．如圖所示，一個(gè)半徑為R的絕緣圓環(huán)均勻帶電，ab為一極小的缺口，缺口長(zhǎng)為L(zhǎng)（L＜＜R），圓環(huán)的帶電荷量為Q（正電荷），在圓心處放置一帶電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，試求負(fù)點(diǎn)電荷受到的庫(kù)侖力的大小和方向．

分析 先設(shè)想將ab補(bǔ)上，則結(jié)合對(duì)稱性得到圓心處場(chǎng)強(qiáng)為零，然后根據(jù)庫(kù)侖定律公式和平衡條件列式求解．

解答 解：先設(shè)想將ab補(bǔ)上，則圓環(huán)中心處的場(chǎng)強(qiáng)為零，對(duì)電荷q的電場(chǎng)力為零；
補(bǔ)上部分電荷量為：Q′=$\frac{LQ}{2πR}$，
其對(duì)q產(chǎn)生的電場(chǎng)力為：F1=$\frac{kQ′q}{{R}^{2}}$=$\frac{kLQq}{2π{R}^{3}}$；
不包括缺口的部分對(duì)點(diǎn)電荷q的作用力與F1平衡，也為$\frac{kLQq}{2π{R}^{3}}$；
根據(jù)異種電荷，庫(kù)侖力方向相互吸引，
答：負(fù)點(diǎn)電荷受到的庫(kù)侖力的大小$\frac{kLQq}{2π{R}^{3}}$和方向是指向圓心反方向．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是采用割補(bǔ)法，先將缺口補(bǔ)全，然后結(jié)合庫(kù)侖定律和平衡條件列式求解．

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：解答題

8．如圖，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0kg的小球在輕質(zhì)細(xì)繩牽引下，在光滑的水平面上以v1=2.0m/s做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為r1=0.8m．現(xiàn)將水平面上牽引的細(xì)繩迅速放長(zhǎng)d=0.2m，之后小球能在半徑更大的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求
（1）小球在兩次圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)渡中經(jīng)歷的時(shí)間；
（2）細(xì)繩最終的拉力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

9．兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開(kāi)關(guān)S，給電容器充上電，隨后（　�。�
A．保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小
B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大
C．斷開(kāi)S，減小兩極板間的距離，測(cè)兩極板間的電勢(shì)差減小
D．斷開(kāi)S，減小兩極板的正對(duì)面積，則兩極扳間的電勢(shì)差減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．三峽水電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站，平均水位落差約為100m，每秒約有1×104m3的水用來(lái)發(fā)電，水的重力勢(shì)能約有20%轉(zhuǎn)化為電能．已知水的密度為1.0×103kg/m3，火電廠每發(fā)一度電大約需耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.3kg，同時(shí)排放二氧化碳1kg．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．發(fā)電平均功率約為2×1012W
B．日平均發(fā)電量約為4.8×107kW•h
C．相比于同功率的火電廠，每天約可減少煤炭消耗2×106kg
D．相比于同功率的火電廠，每天約可減少二氧化碳排放4.8×106kg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

13．如圖所示，兩個(gè)小球A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=5m的輕質(zhì)細(xì)線連接．t0=0時(shí)刻．從某一高處分別以vA=2m/s、vB=3m/s的初速度同時(shí)向相反的方向水平拋出，細(xì)線在繃緊前小球均未落地．g取10m/s2，不計(jì)阻力，試求：
（1）t1=0.4s時(shí)（細(xì)線未繃緊），小球B的末速度大��；
（2）拋出后，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線繃緊？并求出此過(guò)程中小球A對(duì)拋出點(diǎn)的位移大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

3．如圖所示，光滑金屬球的重力G=40N，它的左側(cè)緊靠豎直的墻壁，右側(cè)置于傾角θ=37°的斜面體上．已知斜面體處于水平地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)．sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）墻壁對(duì)金屬球的彈力大小；
（2）斜面對(duì)金屬球的支持力大小；
（3）水平地面對(duì)斜面體的摩擦力的和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

2．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)?=3V，內(nèi)阻r=1Ω，R0=4Ω，滑動(dòng)變阻器最大值R=10Ω，平行板電容器的兩板距離d=10cm，電容為C=1000pF，當(dāng)電鍵K接通且滑片置于滑阻的最上端時(shí)，極板間正中央的一個(gè)質(zhì)量m=2.5×10-6kg的帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)（g=10m/s2）
求：（1）電容器所帶的電量Q；
（2）微粒的電性及電量q；
（3）若將滑片快速移到最下端，微粒將向什么方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)極板時(shí)的速度多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

19．（1）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車（　�。�
A．掛上小盤，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
B．不掛小盤，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．掛上小盤，不拖紙帶
D．不掛小盤，不拖紙帶
（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系．彈簧測(cè)力計(jì)固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距d．開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大�。賹⒛景宸呕卦幉醋�，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PO處的時(shí)間t．
①木板的加速度可以用d、t表示為α=$\frac{2d}{{t}^{2}}$；為了減少測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是（一種即可）保持F1不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量，求平均值．
②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1的關(guān)系．下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是c．

③（多選）用加水的辦法改變拉力的大小與掛鉤的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是bc．
a．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小
b．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
c．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小
d．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．在研究加速度和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，可用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)3）實(shí)驗(yàn)裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究（如圖甲所示）

（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)軌道高度平衡小車運(yùn)動(dòng)的摩擦力，當(dāng)滿足小車總質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼總質(zhì)量條件時(shí)，可用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用DIS測(cè)小車的加速度．
（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖乙所示）
①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．
②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的方要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大．

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