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     如图所示，用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙，且，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。

    分析与解：中学物理只讲到有关点电荷场强的计算公式和匀强电场场强的计算方法，本问题是求一个不规则带电体所产生的场强，没有现成公式直接可用，需变换思维角度。假设将这个圆环缺口补上，并且已补缺部分的电荷密度与原有缺口的环体上的电荷密度一样，这样就形成一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分所带电荷可视为两个相对应的点电荷，它们在圆心O处产生的电场叠加后合场强为零。根据对称性可知，带电圆环在圆心O处的总场强E=0。至于补上的带电小段，由题给条件可视做点电荷，它在圆心O处的场强E1是可求的。若题中待求场强为E2，则。设原缺口环所带电荷的线密度为，则补上的那一小段金属线的带电量在O处的场强为，由可得

    ，负号表示与反向，背向圆心向左。

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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，某空间区域分布着水平向里的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.5T． 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m，电阻R=0.1Ω，整个属装置质量M=0.3kg，平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连．现将重物由静止释放，使金属框向右运动，PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动．（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2）求：
    （1）重物刚释放时的加速度；
    （2）线框进入磁场前运动的距离s；
    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，某空间区域分布着水平向里的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m， 磁感应强度B=0.5T。 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m，电阻R=0.1，整个属装置质量M=0.3kg，平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连。现将重物由静止释放，使金属框向右运动，PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2）求：

    （1）重物刚释放时的加速度；

    （2）线框进入磁场前运动的距离s；

    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

     

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    科目：高中物理 来源：2011届福建省宁德市高三质量检测理科综合物理部分 题型：计算题

    如图所示，某空间区域分布着水平向里的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m， 磁感应强度B=0.5T。 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m，电阻R=0.1，整个属装置质量M=0.3kg，平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连。现将重物由静止释放，使金属框向右运动，PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2）求：

    （1）重物刚释放时的加速度；
    （2）线框进入磁场前运动的距离s；
    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

     选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

    A．(选修模块3-3)(12分)

    (1) (4分)下列说法中正确的是              

    A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

    B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

    C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

    D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

    （2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　   ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加      。

    （3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为NA，忽略铁分子间的空隙)

     

    B．(选修模块3-4)(12分)

    （l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是              

     A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

     B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

     C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

    D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

    (2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=       s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__    ____cm。

    （3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

     

    C．(选修模块3-5)(12分)

    （1）（4分）下列说法正确的是              

    A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应

    B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

    C．用电子流工作的显微镜比用相同速度的质子流工作的显微镜分辨率低

    D．核力的饱和性决定了原子核太大，那一定是不稳定的

    （2）（4分）质量为m1的锂核()俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个粒子，粒子质量为m3，已知光在真空中速度为c.

    ①写出核反应方程                            。

    ②该过程中释放的核能为ΔE =                      

     (3) （4分）在粒子散射实验中，质量为m的粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求粒子与金核间距离最近时电势能。

     

     

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    科目：高中物理 来源：江苏省2010届三校四模联考 题型：实验题

     选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

    A．(选修模块3-3)(12分)

    (1) (4分)下列说法中正确的是              

    A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

    B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

    C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

    D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

    （2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　   ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加      。

    （3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为NA，忽略铁分子间的空隙)

     

    B．(选修模块3-4)(12分)

    （l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是              

     A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

     B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

     C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

    D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

    (2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=        s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__    ____cm。

    （3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

     

    C．(选修模块3-5)(12分)

    （1）（4分）下列说法正确的是              

    A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应

    B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

    C．用电子流工作的显微镜比用相同速度的质子流工作的显微镜分辨率低

    D．核力的饱和性决定了原子核太大，那一定是不稳定的

    （2）（4分）质量为m1的锂核()俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个粒子，粒子质量为m3，已知光在真空中速度为c.

    ①写出核反应方程                             。

    ②该过程中释放的核能为ΔE =                      

     (3) （4分）在粒子散射实验中，质量为m的粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求粒子与金核间距离最近时电势能。

     

     

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