【題目】（1）靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象描述。

a．請(qǐng)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；

b．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布如圖所示，等勢(shì)面S、S到點(diǎn)電荷的距離分別為r、r。我們知道，電場(chǎng)線的疏密反映了空間區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。請(qǐng)計(jì)算S、S上單位面積通過的電場(chǎng)線條數(shù)之比N1/N2。

（2）觀測(cè)宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小，觀測(cè)越困難。為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測(cè)能力的一條重要路徑。2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國天眼”。FAST直徑為500 m，有效提高了人類觀測(cè)宇宙的精度和范圍。

a．設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P，計(jì)算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P；

b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為P的同類天體為觀測(cè)對(duì)象，設(shè)直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目是N0，計(jì)算FAST能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目N。

【答案】（1）a． b．（2）a． b．

【解析】（1）a．在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗(yàn)電荷

根據(jù)庫侖定律檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力

根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義

得

b．穿過每個(gè)面的電場(chǎng)線的總條數(shù)是相等的，若面積大，則單位面積上分擔(dān)的條數(shù)就少，

故穿過兩等勢(shì)面單位面積上的電場(chǎng)線條數(shù)之比

（2）a．地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)同一天體，單位面積上接收的功率應(yīng)該相同，因此

b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的。因此一個(gè)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測(cè)距離為半徑的球體體積。

設(shè)地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類天體需收集到的電磁波的總功率的最小值為P0，直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡和FAST能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離分別為L0和L，則

可得L=5L0

則

故本題答案是：（1）a ; b.

（2）a ; b.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖所示，地球可以看成一個(gè)橋面半徑為地球半徑的巨大拱形橋，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G=800N，在汽車不離開地面的前提下，下列分析中正確的是

A. 汽車的速度越大，則駕駛員對(duì)座椅的壓力也越大

B. 不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都等于800N

C. 不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都大于800N

D. 如果某時(shí)刻駕駛員感覺自己恰好完全失重，則此時(shí)車速約為7.9Km/s

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【題目】如圖,光滑的地面上有一質(zhì)量為m的豎直平面內(nèi)的軌道ABC，它由四分之一圓弧和與圓弧下端相切的水平部分構(gòu)成。A和B分是圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。已知軌道的圓弧部分光滑,半徑為R，而水平部分粗糙，與滑塊動(dòng)摩擦因數(shù)為μ�，F(xiàn)將一質(zhì)量也為m滑塊從A點(diǎn)靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)滑塊靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度。

(2)為了使滑塊不從軌道上掉下去，軌道的水平部分長(zhǎng)度L至少是多少。

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【題目】如圖是手搖式手電筒，只要晃動(dòng)手電筒，燈泡就能發(fā)光．下列實(shí)驗(yàn)?zāi)芙沂臼蛛娡补ぷ髟淼氖牵ā　。?/span>

A. B.

C. D.

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【題目】如圖1所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

（1）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。

（2）a．請(qǐng)?jiān)趫D2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點(diǎn)，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率；

b．請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請(qǐng)寫出電源電動(dòng)勢(shì)定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。

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【題目】某一小型水電站，輸電電路如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為500V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，該村的用電電壓是220V．求：

（1）輸電線上的輸電電流、電壓損耗分別是多少？

（2）升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比

（3）降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比

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【題目】如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連接物體B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．則（　　）

A. 物體B受到斜面體C的摩擦力一定不為零

B. 斜面體C受到水平面的摩擦力一定為零

C. 斜面體C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力

D. 將細(xì)繩剪斷，若B物體依然靜止在斜面上，此時(shí)水平面對(duì)斜面體C的摩擦力一定不為零

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【題目】一水平傳送帶以4 m/s的速度逆時(shí)針傳送，水平部分長(zhǎng)L=6 m，其左端與一傾角為θ=30°的光滑斜面平滑相連，斜面足夠長(zhǎng)，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無初速度地放在傳送帶最右端，已知物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，g=10 m/s2。

求：

（1）物塊第一次與傳送帶共速時(shí)物塊的位移x；

（2）物塊從放到傳送帶上到第一次滑回傳送帶最遠(yuǎn)端所用的時(shí)間。

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【題目】某研究小組利用閃光照相的方法研究物體的運(yùn)動(dòng)，通過閃光照相可以利用多次曝光在同一照相底片上記錄下物體多次曝光的位置.如果有一個(gè)物體正在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，他們用固定在地面上的照相機(jī)對(duì)該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行閃光照相.對(duì)照片分析處理后得到如下數(shù)據(jù)，物體在第1次、第2次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了，在第3次、第4次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了，已知閃光時(shí)間間隔為.則物體運(yùn)動(dòng)的加速度a為_______m/s2，物體在第3次閃光時(shí)運(yùn)動(dòng)的速度為_________ m/s.

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