第22屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽題參考解答

1、1第22屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽題參考解答一、1如圖所示，設(shè)滑塊出發(fā)點(diǎn)為，離開點(diǎn)為，1P2P按題意要求、與豎直方向11PO22PO的夾角相等，設(shè)其為，若離開?滑道時(shí)的速度為v，則滑塊在處脫離滑道的條件是2P(1)?cos2mgRm?v由機(jī)械能守恒(2)221)cos1(2vmmgR???(1)、(2)聯(lián)立解得或(3)54cos??253654arccos?????2設(shè)滑塊剛能在O點(diǎn)離開滑道的條件是（4）mgRm?20vv0為滑塊到達(dá)O點(diǎn)

2、的速度，由此得（5）Rg?0v設(shè)到達(dá)O點(diǎn)的速度為v0的滑塊在滑道OA上的出發(fā)點(diǎn)到的連線與豎直的夾角為，由機(jī)械能守恒，有1O0?（6）20021)cos1(vmmgR???由（5）、（6）兩式解得（7）3π0??若滑塊到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速度，則對(duì)OB滑道來(lái)說(shuō)，因0vv?O1O2OABP1P2??3二、1由靜電感應(yīng)知空腔1、2及3的表面分別出現(xiàn)電量為、和的面電荷，由電荷守恒定律可知，在導(dǎo)1q?2q?3q?體球的外表面呈現(xiàn)出電量由靜電屏蔽可知，點(diǎn)電

3、321qqq??荷q1及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場(chǎng)為零；點(diǎn)電荷1q?q2及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場(chǎng)為零；點(diǎn)電荷q32q?及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場(chǎng)為零因此，在導(dǎo)3q?體球外沒(méi)有電荷時(shí)，球表面的電量作球?qū)ΨQ分布321qqq??當(dāng)球外P點(diǎn)處放置電荷Q后，由于靜電感應(yīng)，球面上的總電量仍為，但這些電荷在球面上不再均勻分布，??321qqq??由球外的Q和重新分布在球面上的電荷在導(dǎo)體球內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零O3處的電勢(shì)由位于P點(diǎn)處

4、的Q、導(dǎo)體球表面的電荷及空腔3表面的感應(yīng)電荷（）共同產(chǎn)生無(wú)論??321qqq??3q?在球面上如何分布，球面上的面電荷到O點(diǎn)的距離??321qqq??都是R，因而在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為，Q在O點(diǎn)產(chǎn)Rqqqk321??生的電勢(shì)為，這兩部分電荷在O3點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)與它們RQk2U?在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等，即有?????????????????????RqqqQkRQRqqqkU22222321321（1）因q3放在空腔3的中心處，其感應(yīng)電荷在空腔3