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19.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,已知b点处的场强为零,k为静电力常量,则以下说法正确的是(  )
A.d点的电场强度大小为$\frac{9Q+q}{9{R}^{2}}$,方向向右
B.d点的电场强度大小为$\frac{9Q-q}{9{R}^{2}}$,方向向左
C.圆盘在d点产生的电场强度大小为k$\frac{Q}{{R}^{2}}$,方向向右
D.圆盘在d点产生的电场强度大小为k$\frac{q}{{R}^{2}}$,方向向右

分析 由题意可知,半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷,与在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,在b点处的场强为零,说明各自电场强度大小相等,方向相反.那么在d点处场强的大小即为两者之和.因此根据点电荷的电场强度计算公式即可求解.

解答 解:电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=$\frac{kq}{{R}^{2}}$,方向向右;
而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷,与在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,在b点处的场强为零,
则圆盘在此处产生电场强度也为E=$\frac{kq}{{R}^{2}}$,方向向左;
那么圆盘在此d产生电场强度则仍为E=$\frac{kq}{{R}^{2}}$,方向向右;
而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为E′=$\frac{kq}{(3R)^{2}}$,
由于都在d处产生电场强度方向相同,即为两者大小相加.所以两者这d处产生电场强度为$\frac{10kq}{9{R}^{2}}$,故ABC错误,D正确;
故选:D.

点评 考查点电荷与圆盘电荷在某处的电场强度叠加,紧扣电场强度的大小与方向关系,从而为解题奠定基础.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

13.如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看作质点且其质量为m=1kg,g取10m/s2.求:
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离;
(2)小球经过管道的B点时,小球对管道的作用力大小和方向.

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14.2016年,我国发射了首颗量子科学实验卫星“墨子”和第23颗北斗导航卫星G7.“墨子”在高度为500km的圆形轨道上运行,G7属地球同步轨道卫星(高度约为36000km).则 (  )
A.两颗卫星的运行速度可能大于7.9km/s
B.两颗卫星内的设备不受地球引力的作用
C.卫星G7可以定点在北京正上方
D.卫星“墨子”的向心加速度比卫星G7大

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

7.如图所示,ABC为一竖直面内固定的实验轨道,由AB和BC组成,AB是倾角为37°的粗糙斜面,BC是半径R=1.0m的光滑圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,AB的竖直高度差h1=14.4m,C点与水平地面的高度差h2=0.8m,D点是水平地面上位于C点正下方的一点.一个质量m=0.2kg的小滑块P从A点由静止滑下,通过C点后水平飞出,落在水平地面上的E点(图中未画出),已知小滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求小滑块P运动到C点时对轨道的压力以及DE的距离;
(2)今在轨道上C点静止放置一质量M=1.8kg的物块Q,让小滑块P从A点由静止滑下后,在C点与Q发生弹性正碰,最终小滑块P落在水平地面上的F点,求DF的距离.

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14.如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的半圆弧轨道BCD组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且左端与光滑圆弧形轨道MN末端等高,圆弧形轨道MN末端水平.一质量为m1=5kg的小物块P从距圆弧形轨道MN末端高为h=1.8m处由静止开始滑下,与静止在小车左端的质量为m2=1kg的小物块Q(可视为质点)发生弹性碰撞(碰后立即将小物块P取走,使之不影响后续物体的运动).已知AB长为L=10m,小车的质量为M=3kg.取重力加速度g=10m/s2

(1)求碰撞后瞬间物块Q的速度大小;
(2)若物块Q在半圆弧轨道BCD上经过一次往返运动(运动过程中物块始终不脱离轨道),最终停在小车水平部分AB的中点,求半圆弧轨道BCD的半径至少多大;
(3)若所有接触面均光滑,半圆弧轨道BCD的半径为R=0.3m,物块Q可以从半圆弧轨道BCD的最高点D飞出,求其再次落回小车时,落点与B点的距离S为多少.(结果可用根号表示)

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4.真空中有一个正方体区域abfe-dcgh,有一对等量异种点电荷分别位于正方体的顶点a和f处,现在各顶点间移动一正试探电荷,关于该试探电荷所受的电场力和具有的电势能,以下判断正确的是(  )
A.在d点和g点所受电场力大小相等、方向相同
B.在h点和c点所受电场力大小相等、方向相同
C.在d点和g点电势能相等
D.在h点和c点电势能相等

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.下列说法正确的是(  )
A.γ射线是高速运动的电子流
B.${\;}_{1}^{3}$H+${\;}_{1}^{2}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n是衰变
C.太阳辐射的能量主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.${\;}_{83}^{210}$Bi的半衰期是5天,100g${\;}_{83}^{210}$Bi经过10天后还剩下25g

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8.物块在倾角θ一定的斜面底端以初速度v0上滑,上滑到最高点后又沿斜面下滑,物块与斜面之间的动摩擦因数为μ.设上滑和下滑过程中,物块克服摩擦力做功的平均功率分别为P1、P2,经过斜面上同一点时(不是最高点)克服摩擦力做功的瞬时功率分别为P′1和P′2.则(  )
A.P1>P2B.P1<P2C.P′1>P′2D.P′1<P′2

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9.如图所示,质量为M=2kg、长度L=$\frac{5}{6}$m的长木板静置于光滑水平面上,在长木板右端B处放置一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),小物块与木板间动摩擦因数μ=0.1.现对木板施水平向右的推力F=5N,经过时间t撤去F,最后小物块恰好能运动到木板左端A处,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)小物块与木板系统生热Q;
(2)力F作用时间t;
(3)力F做功W.

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