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电场〔学生版〕〔一〕正负电荷电场线1．真空中相距L 的两个固定点电荷E 、F 所带电荷量大小分别是Q E 和Q F ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M 、N 两点，其中N 点的切线与∠NFE ．如此〔 〕 A ．E 带正电，F 带负电，且Q E >Q FB ．在M 点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷 将沿电场线运动到N 点C ．过N 点的等势面与EF 连线垂直D ．负检验电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能2 四个点电荷位于正方形四个角上，电荷量与其附近的电场线分布如下列图．ab 、cd 分别是正方形两组对边的中垂线，O 为中垂线的交点，P 、Q 分别为ab 、cd 上的两点，OP ＞OQ ，如此〔 〕 A ．P 点的电场强度比Q 点的小 B ．P 点的电势比M 点的低C ．OP 两点间的电势差小于OQ 间的电势差D ．一带正电的试探电荷在Q 点的电势能比在M 点大3 两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如下列图，其中C 为ND 段电势最低的点，如此如下说确的是〔 〕A ．q 1、q 2为等量异种电荷B ．C 点的电场强度大小为零C ．NC 两点间场强方向沿x 轴负方向D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电场力先做负功后做正功N FEML4 在真空中A、B两点分别放有异种点电荷+Q和﹣2Q，以AB连线中点O为圆心作一圆形路径abcd，如下列图，如此如下说确的是〔〕A．场强大小关系有Ea =Eb、Ec=EdB．电势上下关系有φa ＞φb、φc=φdC．将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做负功D．将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变5如下列图，MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径，O为圆心。
两个等量正电荷分别固定在M、N两点。
1、一半圆均匀带电，电荷线密度为>0，试求该半圆圆心处的场强。
解：我们采用微元法，如图所示，设半圆半径为，微元所对圆心角为，在点的场强为而则根据对称性，半圆上各个微元在点场强的y轴方向分量互相抵消。
点处场强为各个在x轴上分量的和也可表为2、证明：在静电场中没有电荷分布的地方，如果电场线相互平行，则电场强度的大小必处处相等。
解：电场线的性质都可由高斯定理和安培环路定理推出，故此处，可考虑用这两个定理。
先证明同一场线上不同地方的场强相同。
如图（a），取一圆柱面形高斯面，其轴与平行，长，截面积足够小，则可认为上各点电场相同。
因空间无电荷，由高斯定理得其中，分别为圆柱两端面上的场强。
再证明不同电场线上的场强相同。
如图（b），取安培环路为。
、均垂直于电力线，且、的长度足够小，则可认为、段上的场强为定值，分别为，。
由安培环路定理得综上，即可得题中所述场确定为匀强场。
注意，若场区有电荷存在，则即使电场线平行，也不会为匀强场。
电场线可在电荷处中断。
如图（c）。
3、在点电荷的电场中，放入一个半径为的接地导体球，从到导体球球心的距离为，求导体球对的作用力。
解：如图所示，根据对称性，肯定在或其延长线上，设到的距离为，对导体球表面上任意一点A而言，它的电势应该由和的电势叠加而成，由因为导体接地，所以有设为原点，为轴，A点的坐标为，则有因为A点位于球心在原点的球面上，、的一次项及常数项都应该是零，于是有可解得和而“电像”和感应电荷是等效的。
这样，就可以很容易地用库仑定律求得感应电荷对作用力（即导体球对的作用力）的大小为方向指向方向。
4、半径分别为和的两个同心半球面相对放置，如图所示。
两个半球面均匀带电，电荷面密度分别为和。
求大半球面的直径AOB上电势的分布。
解：半径为的均匀带电球壳内部电势为，外部电势为。
这道题目要解决两个问题：（1）半球壳的电势是多少？（2）两个半球壳的电势如何叠加？完整的半径为的球壳在AOB上产生的电势为鉴于对称性，半个球面对的贡献必为1/2，因此，它在AOB上产生的电势应为完整的半径为的球壳在AOB上离距离小于的范围内（即图中的COD段）的电势为在AOB上，离的距离大于的范围内的电势为半球的贡献同样必为和的1/2。
物理竞赛练习题《电场》班级____________座号_____________姓名_______________1、半径为R的均匀带电半球面，电荷面密度为σ，求球心处的电场强度。
2、有一均匀带电球体，半径为R，球心为P，单位体积内带电量为ρ，现在球体内挖一球形空腔，空腔的球心为S，半径为R/2，如图所示，今有一带电量为q，质量为m的质点自L点（LS⊥PS）由静止开始沿空腔内壁滑动，不计摩擦和质点的重力，求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内，电荷密度ρ>0为常量，其他区域均为真空。
若在x =2d 处将质量为m 、电量为q （q <0）的带电质点自静止释放。
试问经多长时间它能到达x =0的位置。
4、一个质量为M 的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体（可视为质点），小车质量与物块质量之比M ：m =7：1,物块距小车右端挡板距离为l ，小车车长为L ，且L =1.5l 。
如图所示，现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右挡板相碰，碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。
设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中，小物块带电量不变。
（1）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？（2）若能滑出，求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出，求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E物理竞赛练习题 《电势和电势差》班级____________座号_____________姓名_______________1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球，分别固定在两根不导电杆的一端，用不导电的线系住这两端。
将两杆的另一端固定在公共转轴O 上，使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动，线和两杆长度均为l =5.0cm 。
物理竞赛练习题《电场》班级____________座号_____________姓名_______________1、半径为R的均匀带电半球面，电荷面密度为σ，求球心处的电场强度。
2、有一均匀带电球体，半径为R，球心为P，单位体积内带电量为ρ，现在球体内挖一球形空腔，空腔的球心为S，半径为R/2，如图所示，今有一带电量为q，质量为m的质点自L点（LS⊥PS）由静止开始沿空腔内壁滑动，不计摩擦和质点的重力，求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内，电荷密度ρ>0为常量，其他区域均为真空。
若在x =2d 处将质量为m 、电量为q （q <0）的带电质点自静止释放。
试问经多长时间它能到达x =0的位置。
4、一个质量为M 的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体（可视为质点），小车质量与物块质量之比M ：m =7：1,物块距小车右端挡板距离为l ，小车车长为L ，且L =1.5l 。
如图所示，现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右挡板相碰，碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。
设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中，小物块带电量不变。
（1）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？（2）若能滑出，求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出，求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E物理竞赛练习题 《电势和电势差》班级____________座号_____________姓名_______________1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球，分别固定在两根不导电杆的一端，用不导电的线系住这两端。
将两杆的另一端固定在公共转轴O 上，使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动，线和两杆长度均为l =5.0cm 。
物理电场试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 电场强度的方向是：A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 任意方向D. 无法确定答案：B2. 电场线的特点是什么？A. 电场线是闭合的B. 电场线是直线C. 电场线是曲线D. 电场线是虚线答案：C3. 电势能与电场力做功的关系是：A. 电势能增加，电场力做正功B. 电势能增加，电场力做负功C. 电势能减少，电场力做正功D. 电势能减少，电场力做负功答案：D4. 两个点电荷之间的库仑力遵循：A. 牛顿第三定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第一定律D. 欧姆定律答案：A5. 电容器的电容与下列哪个因素无关？A. 电容器的两极板面积B. 电容器的两极板间距离C. 电容器两极板间的介质D. 电容器的电压答案：D6. 在电场中，一个带电粒子的加速度与电场强度的关系是：A. 与电场强度成正比B. 与电场强度成反比C. 与电场强度无关D. 与电场强度的平方成正比答案：A7. 电场中某点的电势与该点的电场强度的关系是：A. 电势高，电场强度一定大B. 电势低，电场强度一定小C. 电势与电场强度无关D. 电势与电场强度成正比答案：C8. 电荷在电场中的运动轨迹与电场线的关系是：A. 电荷的运动轨迹与电场线重合B. 电荷的运动轨迹与电场线平行C. 电荷的运动轨迹与电场线垂直D. 电荷的运动轨迹与电场线无关答案：D9. 电场中某点的电势与该点的电荷量的关系是：A. 电势与电荷量成正比B. 电势与电荷量成反比C. 电势与电荷量无关D. 电势与电荷量的平方成正比答案：C10. 电场线的方向与下列哪个因素有关？A. 电场强度的大小B. 电场强度的方向C. 电荷的正负D. 电荷的电量答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 电场强度的单位是_______。
答案：牛顿每库仑（N/C）2. 电势的单位是_______。
答案：伏特（V）3. 电容器的单位是_______。
高中物理竞赛——静电场习题一、场强和电场力【物理情形1】试证明：均匀带电球壳内部任意一点的场强均为零。
【模型分析】这是一个叠加原理应用的基本事例。
如图7-5所示，在球壳内取一点P ，以P 为顶点做两个对顶的、顶角很小的锥体，锥体与球面相交得到球面上的两个面元ΔS 1和ΔS 2 ，设球面的电荷面密度为σ，则这两个面元在P 点激发的场强分别为ΔE 1 = k 211r S ∆σΔE 2 = k 222r S ∆σ为了弄清ΔE 1和ΔE 2的大小关系，引进锥体顶部的立体角ΔΩ ，显然211r cos S α∆ = ΔΩ = 222r cos S α∆所以 ΔE 1 = k α∆Ωσcos ，ΔE 2 = k α∆Ωσcos ，即：ΔE 1 = ΔE 2 ，而它们的方向是相反的，故在P 点激发的合场强为零。
同理，其它各个相对的面元ΔS 3和ΔS 4 、ΔS 5和ΔS 6 … 激发的合场强均为零。
原命题得证。
【模型变换】半径为R 的均匀带电球面，电荷的面密度为σ，试求球心处的电场强度。
【解析】如图7-6所示，在球面上的P 处取一极小的面元ΔS ，它在球心O 点激发的场强大小为ΔE = k 2RS ∆σ ，方向由P 指向O 点。
无穷多个这样的面元激发的场强大小和ΔS 激发的完全相同，但方向各不相同，它们矢量合成的效果怎样呢？这里我们要大胆地预见——由于由于在x 方向、y 方向上的对称性，Σix E= Σiy E= 0 ，最后的ΣE = ΣE z ，所以先求ΔE z = ΔEcos θ= k 2R cos S θ∆σ ，而且ΔScos θ为面元在xoy 平面的投影，设为ΔS ′所以 ΣE z = 2Rk σΣΔS ′ 而 ΣΔS ′= πR 2【答案】E = k πσ ，方向垂直边界线所在的平面。
〖学员思考〗如果这个半球面在yoz 平面的两边均匀带有异种电荷，面密度仍为σ，那么，球心处的场强又是多少？〖推荐解法〗将半球面看成4个81球面，每个81球面在x 、y 、z 三个方向上分量均为41 k πσ，能够对称抵消的将是y 、z 两个方向上的分量，因此ΣE = ΣE x …〖答案〗大小为k πσ，方向沿x 轴方向（由带正电的一方指向带负电的一方）。
物理竞赛练习题《电场》班级____________座号_____________姓名_______________1、半径为R的均匀带电半球面，电荷面密度为σ，求球心处的电场强度。
2、有一均匀带电球体，半径为R，球心为P，单位体积内带电量为ρ，现在球体内挖一球形空腔，空腔的球心为S，半径为R/2，如图所示，今有一带电量为q，质量为m的质点自L点（LS⊥PS）由静止开始沿空腔内壁滑动，不计摩擦和质点的重力，求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内，电荷密度ρ>0为常量，其他区域均为真空。
若在x =2d 处将质量为m 、电量为q （q <0）的带电质点自静止释放。
试问经多长时间它能到达x =0的位置。
4、一个质量为M 的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体（可视为质点），小车质量与物块质量之比M ：m =7：1,物块距小车右端挡板距离为l ，小车车长为L ，且L =1.5l 。
如图所示，现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右挡板相碰，碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。
设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中，小物块带电量不变。
（1）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？（2）若能滑出，求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出，求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E物理竞赛练习题 《电势和电势差》班级____________座号_____________姓名_______________1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球，分别固定在两根不导电杆的一端，用不导电的线系住这两端。
将两杆的另一端固定在公共转轴O 上，使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动，线和两杆长度均为l =5.0cm 。
真空静电场(一)一．选择题1. 一均匀带电球面，电荷面密度为，球面内电场强度处处为零，球面上面元dS 的一个带电量为的电荷元，在球面内各点产生的电场强度 [ ]（A ） 处处为零 （B ）不一定都为零 （C ）处处不为零 （D ）无法判断2. 设有一“无限大”均匀带负电荷的平面，取X 轴垂直带电平面，坐标原点位于带电平面上，则其周围空间各点的电场强度E 随距离平面的位置坐标X 变化的关系曲线为（规定场强方向沿X 轴方向为正，反之为负） [ ]3. 下面列出的真空中静电场的场强公式，其中哪个是正确的？ [ ]（A ） 点电荷Q 的电场:（B ） 无限长均匀带电直线（线密度）的电场：（C ） 无限大均匀带电平面（面密度）的电场：（D ） 半径为R 的均匀带电球面（面密度）外的电场：4. 将一个试验电荷Q （正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P 点处，测得它所受的力为F 。
若考虑到电量Q 不是足够小，则 [ ](A) F/Q 比P 点处原先的场强数值大 (B) F/Q 比P 点处原先的场强数值小 (C) F/Q 与P 处原先的场强数值相等(D) F/Q 与P 处原先的场强数值关系无法确定。
5. 根据高斯定理的数学表达式可知下列各种说法中，正确的是 [ ]（A ） 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零 （B ） 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零σdSσ204Q E r πε=λ302E r r λπε=σ02E σε=σ230R E r r σε=0sqE dS ε=∑⎰（C ） 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零 （D ） 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷6. 当带电球面上总的带电量不变，而电荷的分布作任意改变时，这些电荷在球心处产生的电场强度和电势U 将 [ ] （A ）不变，U 不变；（B ）不变，U 改变；（C ）改变，U 不变（D ） 改变，U 也改变7. 在匀强电场中，将一负电荷从A 移至B ，如图所示，则： [ ] （A ） 电场力作正功，负电荷的电势能减少 （B ） 电场力作正功，负电荷的电势能增加 （C ） 电场力作负功，负电荷的电势能减少 （D ） 电场力作负功，负电荷的电势能增加8. 真空中平行放置两块大金属平板，板面积均为S ，板间距离为d ，（d 远小于板面线度），板上分别带电量＋Q 和－Q ，则两板间相互作用力为 [ ]（A ） （B ） （C ） （D ）二．填空题1 带有N 个电子的一个油滴，其质量为m ，电子的电量的大小为e ，在重力场中由静止开始下落（重力加速度为g ），下落中穿越一均匀电场区域，欲使油滴在该区域中匀速下落，则电场的方向为________________，大小为____________________。
1-20届全国中学生竞赛试题汇编（精选）·静电学1．电荷q均匀分布在半球面ACB上，球面的半径为R，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线，如图P、Q为CD轴线上在O点两侧、离O点距离相等的两点．已知P点的电势为U，试求Q点的电势．2．真空中，有5个电荷量均为q的均匀带电薄球壳，它们的半径分别为R、R/2、R/4、R/8、R/16，彼此内切于P点(如图所示)。
球心分别为O1、O2、O3、O4、O5。
求O5与O1间的电势差．个半径为r的细的非导体圆环，圆环的圆心与导体球心的连线长为a(a>R)，且与环面垂直，如图所示．已知环上均匀带电，总电量为q，试问：1)当导体球接地时，球上感应电荷总电量是多少?2)当导体球不接地而所带总电量为零时，它的电势如何?3)当导体球的电势为V0时，球上总电荷又是多少?4)情况3)与情况1)相比，圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何?5)情况2)与情况1)相比，圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何?[注] 已知：装置不变时，不同的静电平衡带电状态可以叠加，叠加后仍为静电平衡状态．4．如图所示，一薄壁导体球壳(以下简称为球壳)的球心在O点．球壳通过一细导线与端电压U=90V的电池的正极相连，电池负极接地．在球壳外A点有一电量为q1=10×10-9C的点电荷，B点有一电量为q2=16×10-9C的点电荷．OA之间的距离d1=20cm，OB之间的距离d2=40cm．现设想球壳的半径从a=10cm开始缓慢地增大到a=50cm，问：在此过程中的不同阶段，大地流向球壳的电量各是多少?已知静电力常量k=9×109N·m2·C-2。
假设点电荷能穿过球壳壁进入导体球壳内而不与导体壁接触．5．如图所示，正四面体ABCD各面均为导体，但又彼此绝缘．已知带电后4个面的静电势分别为φ1、φ2、φ3和φ4，求四面体中心O点的电势。
高二物理电场试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 电荷间的作用力遵循以下哪个定律？A. 万有引力定律B. 库仑定律C. 牛顿第二定律D. 欧姆定律答案：B2. 电场强度的方向是：A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 与电荷运动方向相同D. 与电荷运动方向相反答案：A3. 电势差与电场强度的关系是：A. 电势差越大，电场强度越小B. 电势差越大，电场强度越大C. 电势差与电场强度无关D. 电势差与电场强度成正比答案：B4. 电容器的电容与以下哪个因素无关？A. 电容器两极板间的距离B. 电容器两极板的面积C. 电容器两极板间的介质D. 电容器两极板的材料答案：D5. 电场中某点的电势与该点的电场强度大小无关，这主要是因为：A. 电势是标量，电场强度是矢量B. 电势是相对量，而电场强度是绝对量C. 电势是相对量，电场强度是相对量D. 电势是绝对量，而电场强度是相对量答案：B6. 电场线的特点不包括以下哪一项？A. 电场线不相交B. 电场线不闭合C. 电场线从正电荷出发，终止于负电荷D. 电场线的方向与电荷运动方向相同答案：D7. 电场中两点间的电势差与电荷量无关，这是因为：A. 电势差是相对量B. 电势差是绝对量C. 电势差与电场强度成正比D. 电势差与电场强度成反比答案：A8. 电容器充电时，其内部的电场强度：A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 保持不变D. 先增大后减小答案：A9. 电容器的电容与两极板间的距离成反比，与两极板的面积成正比，这表明：A. 电容器的电容与两极板间的距离成正比B. 电容器的电容与两极板的面积成反比C. 电容器的电容与两极板间的距离和两极板的面积无关D. 电容器的电容与两极板间的距离和两极板的面积有关答案：D10. 电场强度的单位是：A. 牛顿/库仑B. 库仑/牛顿C. 伏特/米D. 米/伏特答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 电荷的周围存在一种特殊物质，称为_______，它对电荷有作用力。
物理竞赛练习题《电场》班级____________座号_____________姓名_______________1、半径为R的均匀带电半球面，电荷面密度为σ，求球心处的电场强度。
2、有一均匀带电球体，半径为R，球心为P，单位体积内带电量为ρ，现在球体内挖一球形空腔，空腔的球心为S，半径为R/2，如图所示，今有一带电量为q，质量为m的质点自L点（LS⊥PS）由静止开始沿空腔内壁滑动，不计摩擦和质点的重力，求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内，电荷密度ρ>0为常量，其他区域均为真空。
若在x =2d 处将质量为m 、电量为q （q <0）的带电质点自静止释放。
试问经多长时间它能到达x =0的位置。
4、一个质量为M 的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体（可视为质点），小车质量与物块质量之比M ：m =7：1,物块距小车右端挡板距离为l ，小车车长为L ，且L =1.5l 。
如图所示，现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右挡板相碰，碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。
设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中，小物块带电量不变。
（1）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？（2）若能滑出，求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出，求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E物理竞赛练习题 《电势和电势差》班级____________座号_____________姓名_______________1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球，分别固定在两根不导电杆的一端，用不导电的线系住这两端。
将两杆的另一端固定在公共转轴O 上，使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动，线和两杆长度均为l =5.0cm 。
给这系统加上一匀强电场，场强E =100kV/m ，场强方向平行图面且垂于线。
某一时刻将线烧断，求当两个小球和转轴O 在同一条直线上时，杆受到的压力（杆的重力不计）。
2、半径为R 的半球形薄壳，其表面均匀分布面电荷密度为σ的电荷，求该球开口处圆面上任一点的电势。
3、如图所示，半径为r 的金属球远离其他物体，通过R 的电阻器接地。
电子束从远处以速度v 落到球上，每秒钟有n 个电子落到球上。
试求金属球每秒钟释放的热量及球上电量。
4、1995年，美国费米国家实验室CDF 实验组和D0实验组在质子反质子对撞机TEV ATRON 的实验中，观察到了顶夸克，测得它的静止质量m t =1.75×1011eV/C 2 =3.1×10-25kg ，寿命τ=0.4×10-24s ，这是近十几年来粒子物理研究最重要的实验进展之一。
（1）正反顶夸克之间的强相互作用势能可写为V （r ）= －4ka s /3r , 式中r 是正反顶夸克之间的距离，a s =0.319×10-25J ·m ，为估算正反顶夸克在彼此间的吸引力作用下绕它们的连线的中点做匀速圆周运动，如能构成束缚状态，试用玻尔理论确定系统处于基态中正反顶夸克之间的距离r 0，已知处于束缚状态的正反顶夸克满足量子化条件：⋯==⎪⎭⎫ ⎝⎛321,2220，，n h n r mv π 式中⎪⎭⎫ ⎝⎛20r m 为一个粒子的动量mv 与其轨道半径r /2的乘积，n 为量子数，h =6.63×10-34J ·s 为普朗克常量。
（2）试求正反顶夸克在上述设想的基态中做匀速圆周运动的周期T 。
你认为正反夸克的这种束缚状态能存在吗？5、质子加速器使每个质子得到的动能为E k ，很细的质子束从加速器射向一个远离加速器、半径为r 的金属球，球的中心并不处在加速器发射出的质子的运动方向的直线上，而距这个直线的距离为d ，d <r 。
问在加速器工作足够长时间后能充到多高的电势？带电荷多少？物理竞赛练习题《电场中的导体和电介质》班级____________座号_____________姓名_______________1、有一空气平行板电容器，极板面积为S，与电池连接，极板上充有电荷+Q0和-Q0，断开电源后，保持两板间距离不变，在极板中部占极板间的一半体积的空间填满（相对）介电常数为ε的电介质，如图所示，求：（1）图中极板间a点的电场强度E a=？（3）图中与电介质接触的那部分正极板上的电荷Q1=？（4）图中与空气接触的那部分正极板上的电荷Q2=？（5）图中与正极板接触的那部分介质界面上的极化电荷Q1′-Q0 =？2、空间有两个带电导体，当它们互相靠近时，试证在两个导体中至少有一个导体，其表面各处的电荷不会是异号的。
3、如图所示，一块相当大的金属平板A均匀带电，面电荷密度为σ，现将相同的不带电金属平板平行靠近A，求A、B两板四个平面上的电荷分布。
++++A B4、半径为R a 的导体球A 外，同心地放置半径分别为R b 、R c （R c ＞R b ）的导体球壳B 和C ，已知A 的电势为U a ，B 的净电荷为零，C 的净电荷为Q c ，试问：（1）用导线将A 和B 连接后，A 的电势增量ΔU 1为多少？（2）再用导线将B 和C 连接后，A 的第二次电势增量ΔU 2为多少？5、一个半径为a 的孤立带电金属丝环，其中心处电势为U 0，将此球靠近圆心为O 1、半径为b 的接地的导体球，只有球中心O 位于球面上，如图所示，试求球上感应电荷的电量。
6、如图所示，水平放置的导体薄板的半径为R ，在其轴线上离圆板中心O 的距离为a 的A处有一静止的点电荷q ，设a ＜＜R ，整个系统离地相当远，忽略边缘效应。
（1）将圆形导体薄板接地，求板上的电荷分布。
（2）若将点电荷q 沿轴线移向无穷远处，电场力做功多大？（3）若圆形导体薄板不接地且带有电量Q ，点电荷q 仍然放在A 处，求板面电荷的分布情况？b a O O1物理竞赛练习题《机械振动和波》班级____________座号_____________姓名_______________1、一艘货轮质量M=2×104T，浮在水面时其水平截面积为S=2×103m2。
设在水面附近货轮的截面与船体高度无关，试证明此货轮在水中的铅直自由运动（不计水的阻力）是简谐运动，并求自由振动的周期。
2、两根弹簧原长都是0.2m，但具有不同的劲度系数k1和k2，在光滑的水平面上，将这两根弹簧连接在质量为m的物块（大小不计）的两端面上。
两根支柱P1和P2与两弹簧外端相距m=0.1kg。
（1）如果把每根弹簧的外端固定在支柱P1和P2上，则物块到达新的平衡位置，求这时每根弹簧的长度，（2）使物体离开新平衡位置2cm后释放，求物块振动的频率和振动能量。
3、两轮的轴相互平行，相距2d，两轮转速相同而转向相反，将质量为m的一根均质杆搁在两轮上，杆与轮的动摩擦因数为μ。
若杆子的质心C起初距一轮较近，如图所示，试证明杆作简谐运动，求其振动周期。
4、将一质量为2T的重物，系在钢丝绳上以速度v0=5m/s下降，若由于卷扬机发生故障，致使钢丝绳上端突然轧住。
此时，钢丝绳相当于劲度系数k=4×106N/m的弹簧，求因重物的振动而引起的钢丝绳内的最大张力。
5、有一个质量为m的圆球从离地面高为H处自由下落，刚好落至下方长为l的劲度系数为k的弹簧上端后，不再跳离弹簧，球和弹簧一起运动。
求系统振动时的振幅和初相（弹簧的质量可忽略）。
6、将质量为m的盘子挂在一个劲度系数为k的轻质弹簧下端，盘静止不动，今有一质量也为m的橡皮泥自距盘为h高处自由落下，与盘碰撞后粘在一起运动，求盘运动的最大速度。
7、设想泉州和北京之间由一条笔直的地下铁道连接着。
在两城市之间有一列火车飞驶，火车仅仅由地球的引力作动力。
试计算火车的最大速度和从福州到北京的时间。
设两城市之间的距离为1500km，地球半径为6400km，解题中可以忽略一切摩擦阻力的影响。
8、一个给定的弹簧在60N的拉力下伸长30cm，质量为4kg的物体悬挂在此弹簧的下端并使之静止。
再把物体向下拉10cm，然后释放。
问：（1）当物体在平衡位置上方5cm处并向上运动时，物体的加速度多大？方向如何？此时弹簧的拉力是多少？（2）物体人释放后到物体运动到平衡位置上方5cm处所需最短时间是多少？这时速度多大？（3）如果在振动物体上再放一个小物体，此小物体是停在振动物体上面呢还是离开它？9、如图所示为t=0时刻的波形图象，求：（1）O点的振动方程，（2）波动方程，（3）x=1.2m 处的P点的振动方程，（4）标出a、b两点的运动方向，（5）用虚线画出t=11.25s时刻的波图象。
（已知波向右传播，波速为0.08m/s，振幅A=0.04m）10、如图所示，两个相距为d的相干波源S1、S2，它们振动的相位相同，因而控测器在S1、S2的垂直孤分线上距波源为L的地点O振动加强，若控测器往上移动，到距离O点为h 的P点首次得到振动最弱。
设L>>d，L>>h，求波长λ。
物理竞赛讲座六种解综合难题的方法与技巧_____班座号_________ 姓名___________一、微元法（一）求变化的物理量1、如图所示，一街灯与一竖直墙相距R0=3m，灯罩上一个小孔将一光点水孤地投射于墙上，灯罩匀速地绕一水平轴旋转，转速为n=5/6 r/s，求光线与墙垂直以后再经过0.1s时光点的速度。
（20π/3 m/s）O2、一段均匀的绳竖直地挂着，绳子的下端恰好触及水平桌面，如果把绳的下端放开，试证明绳落下的任一时刻，绳作用于桌面的压力3倍于已经落到桌面上那部分的重力。
（二）求“累积过程”4、如图所示，半径为R的圆弧形导体，其长度为圆周长的5/6。
现将其通以a→c→b方向的恒定电流I，若匀强磁场方向垂直该圆弧形导体平面向里，试求该通电导体所受安培力的大小。
××××5、有一直径为3mm的肥皂泡，其内部气体和外部气体的压强差等于多少？（肥皂液的表面张力系数为α= 4.0×10-2N/m）二、等效法（一）物理量的等效法6、如图所示是一种记录地震装置的水平摆。
摆球m 固定在边长为L 、质量可略去不计的等边三角形的顶角A 上，它的对边BC 跟竖直线成不大的夹角α，摆球可绕固定轴BC 摆动， 求摆球作微小摆动时的周期。
7、将200个电阻连成如图所示的电路，所有导线电阻均忽略。
现将一电动势为ε0，内阻为r 0的电源接到两P 点间，然后将任一个未接电源的支路在P 点间切断，发现流过电阻的电流与没有切断前一样。
