第22屆全國中學(xué)生物理競賽復(fù)賽題參考解答

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

2、的速度，由此得（5）Rg?0v設(shè)到達O點的速度為v0的滑塊在滑道OA上的出發(fā)點到的連線與豎直的夾角為，由機械能守恒，有1O0?（6）20021)cos1(vmmgR???由（5）、（6）兩式解得（7）3π0??若滑塊到達O點時的速度，則對OB滑道來說，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，點電

3、321qqq??荷q1及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場為零；點電荷1q?q2及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場為零；點電荷q32q?及感應(yīng)電荷（）在空腔外產(chǎn)生的電場為零因此，在導(dǎo)3q?體球外沒有電荷時，球表面的電量作球?qū)ΨQ分布321qqq??當(dāng)球外P點處放置電荷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)各點產(chǎn)生的合場強為零O3處的電勢由位于P點處

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)生無論??321qqq??3q?在球面上如何分布，球面上的面電荷到O點的距離??321qqq??都是R，因而在O點產(chǎn)生的電勢為，Q在O點產(chǎn)Rqqqk321??生的電勢為，這兩部分電荷在O3點產(chǎn)生的電勢與它們RQk2U?在O點產(chǎn)生的電勢相等，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