某兴趣小组的同学深入学习了静电场中关于电势的知识:若取无穷远处电势为零,在一带电荷量为+q的点电荷的电场中,与点电荷相距r处的电势为,如果某点处在多个点电荷所形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和.如图所示,AB是均匀带电的细棒,所带电荷量为+Q.C为AB棒附近的一点,CB垂直于AB.若取无穷远处电势为零,AB棒上的电荷所形成的电场中,C点的电势为φ0,φ0可以等效成AB棒上某点P处、电荷量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势.该小组的同学将AB棒均分成两段,利用对称性,求得AC连线中点D处的电势为
A. 2φ0 B. φ0 C. φ0 D. φ0
如图所示,将表面均匀带正电的半球壳,沿线轴分成厚度相等的两部分,然后将这两部分移开到很远的距离,设分开后球表面仍均匀带电,左半部分在A1点的场强大小为E1,右半部分在A2点的场强的大小为E2,则有 ( )
A.E1= E2 B.E1<E2 C.E1>E2 D.大小无法确定
静电学理论指出,对于真空区域,只要不改变该区域内的电荷分布及区域边界的电势分布,此区域内的电场分布就不会发生改变。试由上述结论及导体静电平衡的性质论证:在一接地的无穷大导体平板上方与导体板相距h处放置一电荷量为Q的点电荷,则导体板对该点电荷作用力的大小为F=(k为静电力常数).
如图所示,把金属丝AB弯成半径r=1m的圆弧,但在AB之间留出宽度为d=2cm、相对来说很小的间隙,将电荷量Q=3.13×10-9C的正电荷均匀分布在金属丝上,求圆心O处的电场强度.
如图所示,阴影区域是质量M半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分,所挖去的小圆球的球心O′和大球心间的距离是,求球体剩余部分对球体外与球心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.
如图所示,两端带有固定薄挡板的滑板长为,总质量为,与地面间的动摩擦因数为,其光滑上表面静置两质量分别为、的物体、,其中两端带有轻质弹簧的位于的中点,现使以水平速度向右运动,与挡板碰撞并瞬间粘连而不再分开,、可看作质点,弹簧的长度与的长度相比可以忽略,所有碰撞时间很短,重力加速度为,求:
(1)、碰撞后的速度以及在水平面上滑动时加速度的大小;
(2)若、碰撞过程用时极短,求、第一次碰撞时弹簧具有的最大弹性势能。