16.物理學中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計算才能驗證,有時只需通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確.如圖所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為R1和R2的圓環(huán),兩圓環(huán)上的電荷量均為q(q>0),而且電荷均勻分布.兩圓環(huán)的圓心O1和O2相距為2a,聯(lián)線的中點為O,軸線上的A點在O點右側(cè)與O點相距為r(r<a).試分析判斷下列關于A點處電場強度大小E的表達式(式中k為靜電力常量)正確的是( 。
A.E=|$\frac{kq{R}_{1}}{{[R}_{1}^{2}+(a+r)^{2}]}$-$\frac{kq{R}_{2}}{[{R}_{2}^{2}+(a-r)^{2}]}$|
B.E=|$\frac{kq{R}_{1}}{[{{R}_{1}}^{2}+(a+r)^{2}]^{\frac{3}{2}}}$-$\frac{kq{R}_{2}}{[{R}_{2}^{2}+(a-r)^{2}]^{\frac{3}{2}}}$]
C.E=|$\frac{kq(a+r)}{{[R}_{1}^{2}+(a+r)^{2}]}$-$\frac{kq(a-r)}{[{R}_{2}^{2}+(a-r)^{2}]}$|
D.E=|$\frac{kq(a+r)}{[{R}_{1}^{2}+(a+r)^{2}]^{\frac{3}{2}}}$-$\frac{kq(a-r)}{[{R}_{2}^{2}+(a-r)^{2}]^{\frac{3}{2}}}$|

分析 題目要求不通過計算,只需通過一定的分析就可以判斷結(jié)論,所以根據(jù)點電荷場強的公式E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$,與選項相對比,尋找不同點,再用極限分析問題的思想方法就可以分析出結(jié)果.

解答 解:與點電荷的場強公式E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$,比較可知,A、C兩項表達式的單位不是場強的單位,故可以排除;
當r=a時,右側(cè)圓環(huán)在A點產(chǎn)生的場強為零,則A處場強只由左側(cè)圓環(huán)上的電荷產(chǎn)生,即場強表達式只有一項,故B項錯.綜上所述,可知答案為D.
故選:D

點評 本題考查定性、極限分析問題的思想方法,要求學生在牢固的掌握基本知識的基礎上要能過靈活的分析問題.

練習冊系列答案
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10.如圖所示,一個絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場E中,在半圓環(huán)的上端,一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球由靜止開始沿軌道運動,則( 。
A.小球運動過程中機械能守恒B.在最低點球?qū)Νh(huán)的壓力為mg
C.在最低點球?qū)Νh(huán)的壓力為3(mg+qE)D.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大

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11.下列是我們平常所說的時間,其中哪個表示時刻( 。
A.上午每節(jié)課的時間是45分鐘
B.D7003次動車到站時間是9時35分
C.火車穿過某隧道經(jīng)歷的時間為5分鐘
D.太陽光到達地球大約需要8分鐘的時間

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4.如圖所示,一列長為2L的火車沿平直軌道勻加速地駛過長為L的水平橋,車頭過橋頭A時速度是v1,車頭過橋尾B時速度是v2,則車尾通過橋尾時的速度為( 。
A.v2B.2v2-v1C.$\sqrt{\frac{v_1^2+v_2^2}{2}}$D.$\sqrt{2{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}$

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11.質(zhì)量1kg的物體,放在桌面上受到斜向上方的拉力F作用,并沿水平桌面運動,F(xiàn)與水平面的夾角為30°,如圖所示,已知F=4N,物體與桌面的滑動摩擦力f=1.6N.
求:(1)物體運動的加速度
(2)從靜止開始10s內(nèi)物體前進的路程.

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1.如圖1所示為“探究加速度與物體受力的關系”的實驗裝置圖.圖中A為小車,質(zhì)量為m1,連接在小車后面的紙帶穿過電火花打點計時器B,它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上,P的質(zhì)量為m2,C為彈簧測力計,實驗時改變P的質(zhì)量,讀出測力計不同讀數(shù)F,不計繩與滑輪的摩擦.

(1)電火花打點計時器工作電壓為交流(選填“交、直”)220V.
(2)下列說法正確的是B
A.一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
B.實驗時應先接通電源后釋放小車
C.實驗中m2應遠小于m1
D.測力計的讀數(shù)始終為$\frac{1}{2}$m2g
(3)如圖2是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:xAB=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm,xEF=5.91cm,xFG=6.34cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=0.42m/s2.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字).
(4)實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的aF圖象,可能是圖3中的圖線C.

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8.一人騎自行車,從靜止開始沿直線運動,他在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為7m.則此人前2s內(nèi)的平均速度是( 。
A.6m/sB.2m/sC.3.5m/sD.4m/s

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5.如圖所示,一帶電的小球從P點自由下落,P點距場區(qū)邊界MN高為5.0m,邊界MN下方有方向豎直向下、電場場強為E=5.0×10-2N/C的勻強電場,同時還有勻強磁場,小球從邊界上的a點進入電場與磁場的復合場后,恰能作勻速圓周運動,并從邊界上的b點穿出,已知ab=1.0m,求:
(1)判斷帶電小球帶何種電荷?并求出小球運動到a點的速度大。
(2)該勻強磁場的磁感強度B的大小和方向;
(3)小球從P經(jīng)a至b時,共需時間?

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6.如圖所示為甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上運動的x-t圖象.其中,乙質(zhì)點做初速度為零的勻加速直線運動,下列說法正確的是( 。
A.乙質(zhì)點的加速度為2m/s2
B.乙質(zhì)點的加速度為4 m/s2
C.兩質(zhì)點相遇時乙質(zhì)點的速度大小為2m/s
D.兩質(zhì)點相遇時乙質(zhì)點的速度大小為4 m/s

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