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15.圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面,其單位面積帶電量為σ.取環(huán)面中心O為原點(diǎn),以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為x,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E.下面給出E的四個(gè)表達(dá)式(式中k為靜電力常量),其中只有一個(gè)是合理的.根據(jù)你的判斷,E的合理表達(dá)式應(yīng)為( �。�
A.E=2πkσ(R1x2+R21-R2x2+R21)xB.E=2πkσ(1x2+R21-1x2+R22)x
C.E=2πkσ(R1x2+R21+R2x2+R22)xD.E=2πkσ(1x2+R21+1x2+R22)x

分析 本題由于帶電體為圓環(huán)狀,雖然可以由微分的方式可以求得合場(chǎng)強(qiáng),但是過(guò)程很麻煩,并超過(guò)了我們高中學(xué)生能力之外,故應(yīng)注意審題,根據(jù)題意對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析,首先根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的單位進(jìn)行判斷,再利用極限的思想即可得出結(jié)論.

解答 解:場(chǎng)強(qiáng)的單位為N/C,k為靜電力常量,單位為Nm2/C2,σ為單位面積的帶電量,單位為C/m2,則2πkσ表達(dá)式的單位即為N/C,故各表達(dá)式中其它部分應(yīng)無(wú)單位,故可知AC肯定錯(cuò)誤;
當(dāng)x=0時(shí),此時(shí)要求的場(chǎng)強(qiáng)為O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),由對(duì)稱性可知EO=0,當(dāng)x→∞時(shí)E→0,而D項(xiàng)中E→4πκσ故D項(xiàng)錯(cuò)誤;所以正確選項(xiàng)只能為B;
故選:B

點(diǎn)評(píng) 本題對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)比較新穎,要求學(xué)生能應(yīng)用所學(xué)過(guò)的單位制的應(yīng)用及極限法;本題對(duì)學(xué)生的能力起到較好的訓(xùn)練作用,是道好題

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:選擇題

15.如圖所示,a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相同,電場(chǎng)強(qiáng)度也相同的是( �。�
A.①②B.③④C.①④D.②③

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

6.李明為了測(cè)出玻璃的折射率,他在平整的白紙上放一半徑為R的半圓形玻璃磚,讓一束白光以30°的入射角自圓心O射入玻璃磚,圓弧上分別有紅光和紫光射出,在白紙上標(biāo)記界面MN、圓心O、兩光束的出射點(diǎn)A和B,移走玻璃磚,測(cè)得A、B兩點(diǎn)到法線的距離分別為x1、x2.由此可得紫光在玻璃中的折射率為R2x2;光在真空中的傳播速度為c,紅光在該玻璃磚中傳播時(shí)間為R22x1c

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.高中物理中有多個(gè)實(shí)驗(yàn)用到長(zhǎng)木板軌道、實(shí)驗(yàn)小車、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器組合.現(xiàn)在有同學(xué)把長(zhǎng)木板軌道調(diào)節(jié)成如圖2所示的狀態(tài),完成了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”、“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).那么他可能獲得的圖象是下列的哪些圖象( �。�
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”:一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上,光電門甲的位置可移動(dòng).不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定在帶有遮光片(寬度為d)的滑塊上,另一端通過(guò)光滑定滑輪與重物相連,細(xì)線與斜面平行(通過(guò)滑輪調(diào)節(jié)).當(dāng)滑塊沿斜面下滑時(shí),與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示遮光片擋光的時(shí)間t,從而可測(cè)出滑塊通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v.改變光電門甲的位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),比較外力所做的功W與系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek的關(guān)系,即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饕獙?shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)調(diào)節(jié)斜面的傾角θ,用以平衡滑塊的摩擦力.將帶有遮光片的滑塊置于斜面上,輕推滑塊,使之運(yùn)動(dòng).可以通過(guò)遮光片經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動(dòng);
(2)按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材.將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放,滑塊通過(guò)光電門甲、乙時(shí),遮光片擋光的時(shí)間分別t1和t2,則滑塊通過(guò)甲、乙兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度分別為\fracakmgg2ot1\fracee2u0gqt2
(3)用天平測(cè)出滑塊(含遮光片)的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m,用米尺測(cè)出兩光電門間的距離x,比較mgx和12M+m\fracog2wwgqt2212M+m\fracccu2aaut12的大小,在誤差允許的范圍內(nèi),若兩者相等,可得出合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.細(xì)胞膜的厚度約等于800nm(1nm=10-9m),當(dāng)膜的內(nèi)外層間的電壓達(dá)到0.4V時(shí),即可讓一價(jià)鈉離子滲透.設(shè)細(xì)胞膜內(nèi)的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),則鈉離子在滲透時(shí)( �。�
A.膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度約為5×105V/m
B.膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度約為2×105V/m
C.每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做功約為6.4×10 -20J
D.每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做功約為1.6×10 -19J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.在探究功與物體速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,為了計(jì)算由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度,在某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶,在A、B、C、D中應(yīng)該選用哪個(gè)點(diǎn)的速度才最符合要求( �。�
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.2007年3月1日,國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)引“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“在合肥順利通過(guò)了國(guó)家發(fā)改委組織的國(guó)家竣工驗(yàn)收.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,EAST可為未來(lái)的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆,屆時(shí)從l升海水中提取氫的同位素氘.在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng),釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量.這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽(yáng).可以得到無(wú)窮盡的清潔能源.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng),必須把溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi),約束的辦法有多種.其中技術(shù)上相對(duì)較成熟的是用磁場(chǎng)約束核材料.
如圖所示為EAST部分裝置的簡(jiǎn)化模型:垂直紙面的有環(huán)形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b區(qū)域,圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域,a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng).離子的速度只要不超過(guò)某值,就不能穿過(guò)環(huán)形磁場(chǎng)的外邊界而逃逸,從而被約束.設(shè)離子質(zhì)量為m,電荷量為q,環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為R1,外半徑R2=(1+2)R1
(1)將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整,指出哪個(gè)屬于核聚變方程.并求出聚變過(guò)程中釋放的核能 E0.已知21H 的質(zhì)量為m2,31H的質(zhì)量為m3.α粒子的質(zhì)量為mα,10n的質(zhì)量為mn  質(zhì)子質(zhì)量為mp,電子質(zhì)量為me,光速為c
A、21H+31H→42He+10n
B、23592U+10n→14054Xe+9438Sr+210n
C、22688Ra→22286Rn+24He
D、2411Na→2412Mg+01e
(2)若要使從a區(qū)域沿任何方向,速率為v 的離子射入磁場(chǎng)時(shí)都不能越出磁場(chǎng)的外邊界,則b區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大?
(3)若b區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.離子從a區(qū)域中心o點(diǎn)沿半徑OM方向以某一速度射入b區(qū)域,恰好不越出磁場(chǎng)的外邊界.請(qǐng)畫出在該情況下離子在a b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡,并求出周期.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

5.如圖所示,質(zhì)量是M=4kg的木板靜止在光滑水平面上,木板長(zhǎng)為L(zhǎng)0=8m,一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小滑塊以初速度V0=10m/s從左端滑上木板,由于滑塊與木板間摩擦作用,木板也開始向右滑動(dòng),滑塊滑到木板右端時(shí)二者恰好相對(duì)靜止,求:
①二者相對(duì)靜止時(shí)共同速度為多少?
②滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大?

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同步練習(xí)冊(cè)答案