题目
电荷q(q>0)均匀分布在半径为r的细圆环上,对于过环心o且垂直于环面的轴线上与环心o相距x的点的场强的大小,下列说法正确的是A. 可能出现若干个极大值与极小值B. 随着x的增大而增大C. 随x增大,从0增大到某一极大值后,然后逐渐减小D. 随着x的增大而减小
电荷q(q>0)均匀分布在半径为r的细圆环上,对于过环心o且垂直于环面的轴线上与环心o相距x的点的场强的大小,下列说法正确的是
A. 可能出现若干个极大值与极小值
B. 随着x的增大而增大
C. 随x增大,从0增大到某一极大值后,然后逐渐减小
D. 随着x的增大而减小
题目解答
答案
C. 随x增大,从0增大到某一极大值后,然后逐渐减小
解析
步骤 1:确定场强的表达式
对于过环心O且垂直于环面的轴线上与环心O相距x的点,场强的大小可以表示为:
\[ E = \frac{kq}{(x^2 + r^2)^{3/2}} \]
其中,k是库仑常数,q是圆环上的电荷量,r是圆环的半径,x是点到环心的距离。
步骤 2:分析场强随x的变化
根据场强的表达式,可以看出场强E与x的关系。当x=0时,场强E=0。随着x的增大,分母中的\(x^2 + r^2\)增大,但其增长速度慢于分子中的\(x^2\),因此场强E先增大后减小。具体来说,当x较小时,\(x^2\)对分母的影响较小,场强E随x增大而增大;当x较大时,\(x^2\)对分母的影响较大,场强E随x增大而减小。
步骤 3:确定场强的最大值
场强E随x的变化存在一个极大值,当x增大到某一值时,场强E达到最大值,然后随着x的继续增大而减小。因此,场强E随x增大,从0增大到某一极大值后,然后逐渐减小。
对于过环心O且垂直于环面的轴线上与环心O相距x的点,场强的大小可以表示为:
\[ E = \frac{kq}{(x^2 + r^2)^{3/2}} \]
其中,k是库仑常数,q是圆环上的电荷量,r是圆环的半径,x是点到环心的距离。
步骤 2:分析场强随x的变化
根据场强的表达式,可以看出场强E与x的关系。当x=0时,场强E=0。随着x的增大,分母中的\(x^2 + r^2\)增大,但其增长速度慢于分子中的\(x^2\),因此场强E先增大后减小。具体来说,当x较小时,\(x^2\)对分母的影响较小,场强E随x增大而增大;当x较大时,\(x^2\)对分母的影响较大,场强E随x增大而减小。
步骤 3:确定场强的最大值
场强E随x的变化存在一个极大值,当x增大到某一值时,场强E达到最大值,然后随着x的继续增大而减小。因此,场强E随x增大,从0增大到某一极大值后,然后逐渐减小。