如圖所示有一個(gè)均勻帶正電荷的絕緣半圓環(huán),同時(shí)y軸負(fù)方向距離O點(diǎn)R處還有一個(gè)電量為Q的正點(diǎn)電荷,此時(shí)在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,電勢(shì)為φ;現(xiàn)在將環(huán)自對(duì)稱軸剖開,然后將右半部疊放與左半部圓環(huán)上,此時(shí)圓心處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為______,電勢(shì)______φ(填“大于”、“等于”或“小于”).
半圓環(huán)未剖開時(shí),圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則點(diǎn)電荷Q與半圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,所以可得點(diǎn)電荷Q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E1=k
Q
R2
,方向沿y軸向上,則半圓環(huán)在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E2=k
Q
R2
,方向沿y軸向下.根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可得:每個(gè)圓環(huán)在圓心O產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E3=
2
2
?
k
Q
R2

將環(huán)自對(duì)稱軸剖開,將右半部疊放與左半部圓環(huán)上后,兩個(gè)半圓環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為E4=2×
2
2
?
k
Q
R2
=
2
kQ
R2

則根據(jù)正交分解法得:此時(shí)圓心處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 E=
(
2
2
×
2
kQ
R2
)2+(k
Q
R2
-
2
2
×
2
kQ
R2
)2
=k
Q
R2

根據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,可知,點(diǎn)電荷和兩個(gè)半圓環(huán)相對(duì)無窮遠(yuǎn)的電勢(shì)不變,則圓心處電勢(shì)不變,即得:電勢(shì)等于φ.
故答案為:k
Q
R2
;等于
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖9-37-4所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有A、B兩點(diǎn),它們間距為2cm,兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60°角.將一個(gè)電量為?2×10?5C的電荷由A移到B,其電勢(shì)能增加了0.1J.則:

小題1:在此過程中,電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了多少功?
小題2:A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多少?
小題3:勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列四個(gè)數(shù)據(jù)中有三個(gè)描述同一電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,請(qǐng)選出另外不相同的一個(gè)( 。
A.100N/CB.100V/mC.100J/sD.100C/(m?F)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

在電場(chǎng)中A點(diǎn)放入一個(gè)電荷量為2×10-6C的正試探電荷,它受到的電場(chǎng)力為1×10-3N,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為______N/C.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,A為帶正電Q的金屬板,沿金屬板的垂直平分線,在距板r處放一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn),受水平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)θ角而靜止.試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

以下說法中不正確的是( 。
A.公式U=E?d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),公式E=
F
q
是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場(chǎng)
B.公式E=
kQ
r2
是由庫侖定律得出的,因而只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
C.電流的定義式I=
q
t
,適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流
D.從R=
U
I
可知,導(dǎo)體的電阻跟兩端的電壓成正比,跟流過導(dǎo)體的電流成反比

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)分布如圖所示,a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn).下列說法正確的是(  )
A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
B.a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.同一個(gè)點(diǎn)電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力
D.同一個(gè)點(diǎn)電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大于在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖中的實(shí)線圓周表示一固定于光滑絕緣水平桌面上、直徑為d的光滑絕緣軌道,軌道平面水平,A、B、C為軌道上三個(gè)點(diǎn),構(gòu)成一等腰三角形,AC為直徑,O為軌道圓心,該裝置所在空間存在一沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),已知A、O、B三點(diǎn)的電勢(shì)?A>?O>?B,且電勢(shì)差UAO=UOB=U0,一帶電量為+q的小球獲得一初速度后恰好能沿軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是(  )
A.小球在C點(diǎn)動(dòng)能最大
B.小球在B、C兩點(diǎn)動(dòng)能相等
C.小球的最小動(dòng)能為
2
2
qU0
D.小球在圖示位置時(shí)對(duì)軌道的壓力最大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說法正確的是(  )
A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放在該點(diǎn)的試探電荷無關(guān)
B.由E=
F
q
可知,E與F成正比,與q成反比
C.將一個(gè)點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)處,若所受的電場(chǎng)力大小相等,則這些點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也一定相同
D.在電場(chǎng)中某點(diǎn)用檢驗(yàn)電荷q測(cè)得電場(chǎng)強(qiáng)度為E,當(dāng)撤去q而放入另一檢驗(yàn)電荷-
q
2
時(shí),該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)?
E
2

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