题目内容

5.如图所示,在x轴上,坐标为0处固定一个电量为-Q的负点电荷,坐标为+1处固定一个电量为+4Q的正点电荷.那么,在x坐标轴上,电场强度方向沿x轴正方向的点所在区域是(-1,0)和(1,∞).

分析 某点的电场强度是正电荷+4Q和负电荷-Q在该处产生的电场的叠加,是合场强.运用合成进行分析.

解答 解:点的电场强度是正电荷+4Q和负电荷-Q在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式:E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$
可判断x=1 右侧电场强度E的方向都向右,沿x轴的正方向;在0~1间E的方向一定沿x轴负方向,
设-Q左侧d处E=0,
即k$\frac{Q}{{r}^{2}}$=k$\frac{4Q}{(d+1)^{2}}$
解得:d=-1;
那么电场强度为0的点坐标是x=-1;-1到0之间的点沿x轴的正方向;
所以电场强度方向沿x轴正方向的点所在的区域(-1,0)和(1,∞);
故答案为:(-1,0)和(1,∞)

点评 空间中某一点的电场,是空间所有电荷产生的电场的叠加,场强是矢量,其合成遵守平行四边形定则.

练习册系列答案
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20.图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,…求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,$\frac{1}{a}$为纵坐标,在坐标纸上作出$\frac{1}{a}$-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则$\frac{1}{a}$与m应成线性关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是远小于小车和砝码的总质量.
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和△t表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50△{t}^{2}}$.图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=24.2mm,s3=47.3mm,由此求得加速度的大小a=1.16m/s2
③图丙为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为$\frac{1}{k}$,小车的质量为$\frac{b}{k}$.

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