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(1)一個(gè)帶電金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí),球內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷,電荷均勻分布在外表面,球內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,其在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng),與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。已知靜電力常量為k。
a.根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和庫(kù)侖定律,推導(dǎo)一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷,在與之相距r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式。
b.若將金屬球內(nèi)部挖空,使其成為一個(gè)均勻球殼,如圖1所示。金屬球殼的電荷量為Q,A、B是到球心的距離分別為r1和r2的兩點(diǎn),則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E1=
0
0
,B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E2=
k
Q
r
2
2
k
Q
r
2
2
。
(2)萬(wàn)有引力定律與庫(kù)侖定律有相似的形式,因此質(zhì)點(diǎn)的引力場(chǎng)與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)也有很多相似的規(guī)律。已知引力常量為G。
a.類比點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式,寫出一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在與之相距r處的引力場(chǎng)強(qiáng)度EG的表達(dá)式。
b.假設(shè)沿地軸的方向鑿?fù)ㄒ粭l貫穿地球兩極的隧道,隧道極窄,地球仍可看作一個(gè)半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。如圖2所示,以地心為原點(diǎn),向北為正方向建立x軸,請(qǐng)?jiān)趫D3中作圖描述隧道中地球引力場(chǎng)強(qiáng)度隨x變化的規(guī)律,并說(shuō)明作圖依據(jù)。
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【答案】0;
k
Q
r
2
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:516引用:3難度:0.3
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