满分5 > 高中物理试题 >

“类比法”是一种常用的研究方法。 (1)场是一种特殊物质,电场与磁场都是客观存在...

“类比法”是一种常用的研究方法。

1)场是一种特殊物质,电场与磁场都是客观存在的场,可以通过用单位面积上的磁通量来描述磁场强弱,同理也可以用通过单位面积上的电通量来描述电场强弱,如图所示,已知真空中静止的点电荷产生的电场中,以为球心的某一球面的电通量=ε为某一常数)请推导库仑定律中的静电力常数的表达式:

2)做功与路径无关的力场叫做势场,在这类场中可以引入势和势能的概念,场力做功可以度量势能的变化,例如静电场和引力场。设质量为的天体周围存在引力场,已知该天体的半径为,引力常量为,请类比静电场,取无穷远处的引力势为零,写出在距离该天体中心为处的引力势的表达式(已知引力势能表达式为r>R)。

 

(1) (2)( r>R) 【解析】 (1)设球半径为r,根据点电荷的场强公式可知球面上各处的电场强度大小为: 由于球面上各处场强方向斗鱼球面垂直,故通过球面的电通量可表示为: 又由题设条件可知: 联立可得: (2)在电场中电势与电势能的关系为: 其中q为放入电场中的检验电荷;类似的我们在质量为M的天体周围距离球心r处放入一个检验质点,其质量为m,则其引力势能为: ( r>R) 所以可得在该处的引力势为: ( r>R) 答:(1)库仑定律中的静电力常数的表达式; (2)在距离该天体中心为处的引力势的表达式( r>R)。  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,一正电荷由静止开始经加速电场加速后,从偏转电场左边缘点沿平行于板面的方向射入偏转电场。并从另一侧射出,已知该正电荷质量为,电荷量为,加速电场电压为,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为,极板长度为,板间距为,下极板接地,忽略该正电荷所受重力。

1)求该正电荷射入偏转电场时的初速度

2)若该正电荷恰好从右侧下极板边缘飞出,求其在点具有的电势能

3)电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式,并据此求出(2)中点的电势,简要说明电势的特点。

 

查看答案

小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:

1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是__________(选填选项前的字母)。

A. 螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管

B. 螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管

C. 磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动

D. 磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动

2)在(1)的研究中,小红发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,则感应电流方向与下列哪些因素有关________(选填选项前的字母)。

A. 螺线管的匝数

B. 磁铁的磁性强弱

C. 磁铁运动的方向

D. 磁铁运动的速度大小

3)小红又将实验装置改造,如图乙所示,螺线管经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路;螺线管与电流计构成闭合电路,螺线管套在螺线管的外面,为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,以不同速度移动滑动变阻器的划片,观察指针摆动情况;由此实验可以得出恰当的结论是__________(选填选项前的字母)。

A. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小

B. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向

C. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小

D. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向

4)在(3)的研究中,完成实验后未断开开关,也未把两螺线管和铁芯分开设置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除________(选填“”或“”)螺线管所在电路时发生的。试分析被电击的原因:____________

 

查看答案

在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中,回答下列问题:

1)请根据图甲、图乙,图丙的实验电路原理图,分别写出这三种测量方法所对应的电动势的表达式(用电压表示数、电流表示数、外电阻、内电阻表示)。

图甲:E=_____            图乙:E=_______           图丙:E=_______

2)若想利用电流表和电压表来完成实验,要求尽量减小实验误差,在图甲和图丁中,应选择图___________(选填“甲”或“丁”),因为____________,所以实验误差较小。

 

查看答案

是“第五代移动通讯技术”的简称。目前通州区是北京市覆盖率最高的区县,相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况,能有效解决信号问题。由于先前的等已经将大部分通讯频段占用,留给的频段已经很小了。采用了比更高的频段,网络运用的是毫米波,将网络通讯速度提高百倍以上,但毫米波也有明显缺陷,穿透能力弱,目前解决的办法是缩减基站体积,在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。综合上述材料,下列说法中不正确的是

A.信号不适合长距离传输

B.手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽

C.信号比信号更容易发生衍射现象

D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以把基站的功率设计小一些

 

查看答案

某课外探究小组用如图所示实验装置测量学校所在位置的电磁场的水平分量,将一段细长的直导体棒南北方向放置,并与开关、导线、电阻箱和电动势为、内阻为的电源组成如图所示的电路。在导体棒的正下方距离为处放一小磁针,开关断开时小磁针与导体棒平行,现闭合开关,缓慢调节电阻箱接入电路中的电阻值,发现小磁针逐渐偏离南北方向,当电阻箱接入电路的电阻值为时,小磁针的偏转角恰好为60°,已知通电长直导线周围某点磁感应强度为(式中为通过导线的电流强度、为该点到通电长直导线的距离,为常数),导体棒和导线电阻均可忽略不计,则该位置地磁场的水平分量大小为

A. B.

C. D.

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.