高中物理競賽模擬試題三

1、高中物理競賽模擬試題三一.若用力F=G/2斜向上與水平面成。拉重為G的物體時，物體恰好能 在水平面上作勻速直線運(yùn)動；若用力F，=G沿傾角為0的斜面向上拉動同一物體，則該物體 也恰好能沿斜面作勻速直線運(yùn)動，求物體與水平面間的功摩 擦因素科1和物體與斜面間的動摩擦因數(shù)科2之比等于多少？解：由題意可知：當(dāng)拉力水平面成8時，物體作勻速直線運(yùn)動時，由圖答11-4可知有：=G _=NGt圖 11-4F =0.5GF cos 2q1 +q2 .k空2八22rr 。(2)如果q1、q2異號，設(shè)2qi +q2 ：F =kqgk4r22 1 qiq2 -(qi - q2)J而4qiq2-(qi-q2 )= _(q

2、i6qiq2 , q2 ) =- qi-(3, 2 .2)q2 qi(3-N.2)q2 如果qi =(32e曲,F = ,力無變化。如果qi(3 2.2)q2qi c(3-2j2)q2,F為負(fù)值，說明操作后力變大。如果(32J2)q2 qi (3 + 2，2居2, Af為正值，說明力變小。0八.如圖41-32 (a)所示，兩塊互成60o夾角的很大的接地金屬板間有一點電荷，q距離兩板的距離均為 a,求點電荷q所受到的靜電力。分析：由于導(dǎo)體板處在點電荷 q的電場中，導(dǎo)體表面會產(chǎn)生感應(yīng)電荷， 但感 應(yīng)電荷的分布卻是不均勻的，如果利用導(dǎo)體板的電勢為零，設(shè)法找到等效的替換模型，即可求解本題。由于靜電感應(yīng)

3、，電荷q受兩塊金屬板上感應(yīng)電荷的作用，根據(jù)金屬板為等勢面及對稱性，其作用效果可等效為5個點電荷對該電荷的作用，這五個點電荷的位置和將兩導(dǎo)體板看成平面鏡后像點的位置相同，其中三個帶負(fù)電荷，兩個帶正電荷。解：如右圖所示,1、3、5點電荷帶負(fù)電,2、4點電荷帶正電。帶電量均為q,由電荷分布的對稱性可知，合力應(yīng)設(shè)AO指向OF1A=F5AL2cos602L2F2A=F / A F 4Akq22(2Lsin60 )2cos306L2kq2 kq2(2a)24a2F 合=2% +F3+2F2L2 469 -2.3kq248點評：本題使用了電像法，由此，我們可以看到在解決靜電感應(yīng)與受力問題時，利用與光 學(xué)成像

4、近似的規(guī)律和方法來解決問題的獨特魅力。九.有一個均勻帶電球體，球心為 0,半彳5為R,電荷體密度為p ,球體內(nèi)有一個球形空腔，球心為O ,半徑為R(圖41-36 (a), OO距離為a。(1)求O處的場強(qiáng)E;(2)求證：空腔內(nèi)處處場強(qiáng) E相同。分析：均勻帶電球體在球外某點產(chǎn)生的場強(qiáng)等同于電荷集中于球心在該點所產(chǎn)生的場強(qiáng)。均勻帶電球體在球內(nèi)某點產(chǎn)生的場強(qiáng)可如下處理:以原球心為球心，過該點作一球面，球面外電荷對該點產(chǎn)生的場強(qiáng)為零，球面內(nèi)電荷在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)如前所述。原題中帶有空腔的球體可看作半徑為R體密度為0的完整球體與半徑為R 、體電荷密度為一的小球體組合。于是均勻帶電球體的場強(qiáng)公式便可適用。解

5、：我們知道了均勻帶電球殼外離殼心a處的場強(qiáng)為k(Q為球殼所帶電量)，殼內(nèi)場強(qiáng)均為零。一個半徑為 R的均勻帶電球體可看成是由一層一層的球殼組合而成。因此，均勻帶電球體外離球心a處的場強(qiáng)為k(Q為整個球體所帶的電量)。球體內(nèi)離球心b處的場強(qiáng)可以這樣來考慮：半徑大于 b的球殼對b點的場強(qiáng)都無貢獻(xiàn)；半徑小于b的球殼的電荷都可以看成集中在球心上，這些球殼所帶的總電量為b3R3場強(qiáng)為k3,Q 3 =kQ b3。綜合以上討論，均勻帶電球體的場強(qiáng)分布如圖 b2 R3R3Q ,所以離球心b處的圖包機(jī)41-36 (b)所示。(1)本題中的含腔帶電球體可以看成由一個完整的大球O1和一個電荷體密度同為 P的異種電荷小球。2組合而成。Oi球?qū)處的場強(qiáng)貢獻(xiàn)為4.E1 = knPa ,13 4O2球?qū)處的場強(qiáng)貢獻(xiàn)為零，所以 O處的電場強(qiáng)度就是 一knPa ,萬向沿O球半徑向外。3(2)對球腔中任意一點 A來說，O1球的場強(qiáng)貢獻(xiàn)為(圖 41-36 (c)E1 = k二：r , 3O2球的場強(qiáng)貢獻(xiàn)為 TOC o 1-5 h z 一 4E2 二 一一 k，了b23 HYPERLINK