【題目】如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著電荷Q,在垂直于圓環(huán)面且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點,CO=OA=x,AB=2x。在B點處有一電荷量為+q的固定點電荷。已知C點處的場強為零,k為靜電力常量,則A點場強大小為( 。
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
此題考查點電荷與圓盤電荷在某處的電場強度疊加,緊扣電場強度的大小與方向關系,運用電場強度疊加、對稱思想計算可得;
B處的點電荷q在C處產(chǎn)生的場強大小為:
EC=k,
方向豎直向下
已知C點處的場強為零,根據(jù)電場的疊加原理得知圓環(huán)在C點處產(chǎn)生的場強為:
EC′=EC=k,
方向豎直向上;
根據(jù)對稱性可知圓環(huán)在A產(chǎn)生的場強為:
EA=EC′=EC=k,
方向豎直向下。
q在A處產(chǎn)生的場強大小為:
EA′=k,
方向豎直向下,
則根據(jù)電場的疊加原理得知A點處場強的大小為:
E=EA+EA′=,
故ACD錯誤,B正確;
故選:B。
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【題目】AB豎直邊界左側(cè)有水平向右的勻強電場,電場強度為E=100V/m,質(zhì)量m=1.0kg、電荷量q=0.1C的小球自A點以初速度v0=10m/s水平向左拋出,軌跡如圖所示,C點為軌跡的最左端點,軌跡曲線與虛線圓相切于C點,其中虛線圓對應的半徑可視為運動軌跡在C點的曲率半徑,若F為小球在C點時指向圓心方向的向心力,r為曲率半徑,兩者之間滿足;B點為小球離開電場的位置。已知重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力,下列關于小球的相關物理量描述正確的是
A.小球自A到C電勢能和動能之和不斷減少
B.小球自A到B運動過程中機械能先減小后增大
C.小球自A到C和自C到B過程中重力勢能變化之比為1:3
D.C點的曲率半徑r=1.0m
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【題目】如圖甲所示為一列機械波在t=1s時刻的波形圖,距離平衡位置為x=10cm處的質(zhì)點振動圖象如圖乙所示,求:
(1)這列波的傳播方向
(2)這列波的波速、振幅
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【題目】做功與路徑無關的力場叫做勢場,在這類場中可以引入“勢”和“勢能”的概念,場力做功可以量度勢能的變化。例如靜電場和引力場。
(1)如圖所示,真空中靜止點電荷+Q產(chǎn)生的電場中,A、B為同一條電場線上的兩點,A、B兩點與點電荷+Q間的距離分別為r1和r2。取無窮遠處的電勢為零,則在距離點電荷+Q為r的某點電勢(式中k為靜電力常量)。
a.現(xiàn)將電荷量為+q的檢驗電荷放置在A點,求該檢驗電荷在A點時的電勢能EpA;
b.現(xiàn)將電荷量為+q的檢驗電荷,由A點移至B點,求在此過程中,電場力所做的功W。
(2)質(zhì)量為M的天體周圍存在引力場。已知該天體的半徑為R,引力常量為G。
a.請類比點電荷,取無窮遠處的引力勢為零,寫出在距離該天體中心為r()處的引力勢的表達式;
b.天體表面上的物體擺脫該天體萬有引力的束縛,飛向宇宙空間所需的最小速度,稱為第二宇宙速度,又叫逃逸速度。求該天體的第二宇宙速度v。
(3)2019年4月10日,人類首張黑洞照片面世。黑洞的質(zhì)量非常大,半徑又非常小,以致于任何物質(zhì)和輻射進入其中都不能逃逸,甚至光也不能逃逸。已知黑洞的質(zhì)量為M0,引力常量為G,真空中的光速為c,求黑洞可能的最大半徑rm。
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【題目】如圖所示,長為L的輕桿A一端固定一個質(zhì)量為m的小球B,另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上,輕桿A繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω。在輕桿A與水平方向夾角α從0°增加到90°的過程中,下列說法正確的是( 。
A.小球B受到輕桿A作用力的方向一定沿著輕桿A
B.小球B受到的合力的方向一定沿著輕桿A
C.當α=90°時小球B受到輕桿A的作用力一定豎直向下
D.輕桿A對小球B的作用力對小球B做的功為mgL
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【題目】如圖所示,豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間存在勻強電場,在兩極板間某位置用絕緣細線懸掛一質(zhì)量m=10g的帶電小球,靜止時細線跟豎直方向成θ=45°角,小球與右極板距離為b=20cm。
(1)若小球所帶的電荷量q=5×10-7C,則兩極板間的電場強度大小為多少?
(2)若剪斷細線,則小球做什么運動?需多長時間到達右極板?(g取10m/s2)
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【題目】圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設施,它的基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上,繩子的下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看成一個質(zhì)點,則可簡化為如圖乙所示的物理模型,其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO'轉(zhuǎn)動,設繩長l=10m,質(zhì)點的質(zhì)量m=60kg,轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4.0m,轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動,此時繩與豎直方向的夾角θ=37(不計空氣阻力及繩重,且繩不可伸長,sin37=0.6,cos37=0.8)求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時,
(1)繩子拉力的大;
(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小。
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【題目】如圖甲所示,電阻為5Ω、匝數(shù)為100匝的線圈(圖中只畫了2匝)兩端A、B與電阻R相連,R=95Ω。線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場,線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。則
A. A點的電勢小于B點的電勢
B. 在線圈位置上感應電場沿逆時針方向
C. 0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.05C
D. 0.1s時間內(nèi)非靜電力所做的功為2.5J
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【題目】如圖(a)質(zhì)量m=1kg的物塊和足夠長的木板疊放在實驗臺上,物塊用一不可伸長的輕細繩固定在實驗臺的立柱上,細繩水平。t=0時,木板開始受到水平向左恒力F=0.4N,在t1=2s時,撤去F同時剪斷輕細繩。如圖(b)所示為0-3s內(nèi)木板的速度v與時間t的關系。木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g=l0m/s2。
(1)求木板的質(zhì)量M和物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)求0-5s內(nèi)木板運動的位移大小。
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