[题目]理论上已经证明如下两个结论:(1)电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场强度为零,(2)半径为 R.电荷均匀分布的球体在r ≥ R处的场强大小满足 E=kQ/r2.其中k为静电力常量.Q为球体的总带电量.r 为场点距球心的距离.现有一半径为R.带正电荷Q且均匀分布的实心球体.以球心O为原点建立坐标抽Ox.如图所示.已知静电力常量为k.利用上述两� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】理论上已经证明如下两个结论：(1)电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场强度为零；（2）半径为 R、电荷均匀分布的球体在r ≥ R处的场强大小满足 E=kQ/r2，其中k为静电力常量，Q为球体的总带电量，r 为场点距球心的距离。现有一半径为R、带正电荷Q且均匀分布的实心球体，以球心O为原点建立坐标抽Ox，如图所示。已知静电力常量为k，利用上述两个结论并结合静电场相关的知识，解决如下问题：

(1) 求出 Ox 轴上电场强度大小 E 与坐标 x 的关系；

(2) 若在球体内沿 Ox 轴开挖一个极小的隧道(对整个空间电场分布影响不计)，用外力把一个带电量为-q的极小物体沿隧道从 O 点缓慢移到球体表面处，求外力所做的功；

(3)定性作出 Ox 轴上电场强度 E 和电势φ随坐标 x 变化的图象，规定无穷远处电势为零。

【答案】(1)xR时，E=；xR时，E=x；(2)；

（3）；

【解析】

Ox轴上电场强度大小E可分别对xR和xR进行分析，对xR的点可先求得球体带电密度，然后求得半径为x的球体带电量Q，根据点电荷电场强度公式，可得整个球体内部电场强度。当外力F与x成正比时，可采取平均的办法求外力的功。

(1)由题意可知，当xR时，E=

对于xR的点，把实心球体分成xR和xR两部分，由题意，xR部分对该点产生的场强为零，而xR部分在该点产生的场强E=。

其中Q=V=

电荷密度==

解得E=x

即Ox轴上电场强度大小E与坐标x的关系：xR时，E=；xR时，E=x

(2)所用外力F=qE=x，外力F与x成正比，

把一个带电量为-q的极小物体沿隧道从O点缓慢移到球体表面x=R处，外力所做的功W=R=

(3)定性作出Ox轴上电场强度E随坐标x变化的图象如下：

定性作出Ox轴上电势φ随坐标x变化的图象如下：

练习册系列答案

应用题夺冠系列答案

小学生生活系列答案

小学毕业总复习系列答案

优翼专项小学升学总复习系统强化训练系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】（1）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（__________）

A.测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量

B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开

D. 测量完电阻后，选择开关不用动，只需把红黑表笔拔出即可

E. 测量二极管电阻时，若指针偏转角较小，说明与黑表笔相连的是负极

（2）如图为一正在测量中的多用电表表盘。

①如果是用直流2.5V挡测量电压，则读数为________V。

②如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为________mA。

③如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为________Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图，三个固定的带电小球a，b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，小球c所受库仑力的合力的方向垂直于a，b的连线，设小球a，b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（　　）

A. a，b的电荷同号，k= B. a，b的电荷异号，k=

C. a，b的电荷同号，k= D. a，b的电荷异号，k=

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中

(1)以下是小明同学准备完成的实验步骤，请你帮他按操作的先后顺序，用字母排列出来：______

A．以弹力为横坐标，以弹簧伸长量为纵坐标，用描点法作出实验图象；

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0；

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，当钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式

F．解释函数表达式中常数的物理意义

(2)小华同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，根据图象，可计算得到两个弹簧的劲度系数分别为k甲=______N/m，k乙=______N/m（结果取3位有效数字）

(3)从图象上看，图象上端为曲线，说明该同学没能完全按实验要求做，图象上端成为曲线是因为______，若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧______（选填“甲”或“乙”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A 不带电。D是带有绝缘柄的金属小球。老师在课堂上利用这些器材分别完成了下面两个演示实验：第一次如左图，使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片张开；第二次如右图，而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开。由以上实验，能直接得到的结论是：（）

A. 电荷分布在C的外表面

B. 带电的C是一个等势体

C. 电荷总量是守恒的

D. 处于静电平衡状态的导体内部场强为零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E ，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S ，小灯泡发光；再断开开关S ，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽然多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )