【答案】C
【解析】两球整体分析,如图所示,由于A带正电,受到水平向左的作用力,而B带负电,受到水平向右的电场力,因此匀强电场方向水平向左;以A、B整体作为研究对象,整体受向下重力、细线斜向右上方拉力,根据平衡条件可知,,故,C正确.
【点睛】本题要掌握整体分析的思想,要知道两电荷之间的库仑力可以看成是内力,同时知道A与B带电性,是解题的关键.
9.关于元电荷,下列说法中正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取作e=1.60×10-19C
D.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
【答案】BCD
10.如图所示,a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸引d,b排斥c,c排斥a,d吸引b,则()
A.仅有两个小球带同种电荷
B.仅有三个小球带同种电荷
C.c、d小球带同种电荷
D.c、d小球带异种电荷
【答案】BD
【解析】
试题分析:
设a带正电,则a吸d,异种电荷相吸,所以d带负电.c斥a,同种电荷相斥,所以c带正电.
d吸b,所以b带正电;即a+、d-、c+、b+;故选BD。
考点:
电荷间的相互作用
【名师点睛】本题比较简单,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;可采用假设法进行分析判断.
11.如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有的正电荷。
两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为和。
A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取;静电力常量,AB球可视为点电荷)则
A.支架对地面的压力大小为2.0N
B.两线上的拉力大小
C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小为
D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小
【答案】BC
点睛:
本题主要考查了对AB求的受力分析,当B在A的正下方时,分别对AB受力分析利用共点力平衡即可求得,当B移到使M、A、B在同一直线上时,对A受力分析利用共点力平衡即可判断。
12.图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出球能保持静止的是
A.B.
C.D.
【答案】AD
【解析】
【分析】
对A球进行受力分析,由于A球能保持静止,根据共点力平衡状态解决问题;
【详解】
A、对A球进行受力分析:
根据力的合成,可知道三个力合力可以为0,故A正确;
B、对A球进行受力分析:
根据力的合成,可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反,合力不为零,故C错误;
D、对A球进行受力分析:
根据力的合成,可知道三个力合力可以为0,故D正确。
【点睛】
根据受力分析,找出所受的力合力可以为0,那么小球可以处于静止状态。
二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)
13.如图所示,A、B两小球带等量同号电荷,A固定在竖直放置绝緣支柱上,B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处,两者的水平距离为r=m斜面倾角为θ=30°,B的质量为m=10×10-3kg.求:
(1)画出小球B的受力分析图;
(2)B球对斜面的压力大小;
(3)B球带的电荷量大小(g取10m/s²,静电力常量k=9.0×109N·m²/C).
【答案】
(1)受力分析图如图:
(2)0.20N(3)
【解析】
(1)受力分析图如图
点睛:
考查如何受力分析,掌握力的平行四边形定则,理解库仑定律,注意三角函数的正确应用。
14.两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内,两棒与水平面间均成45°角,棒上各穿有一个质量为m、带电荷量为Q的相同小球,如图所示.现让两球同时从同一高度由静止开始下滑,则当两球相距多远时,小球的速度达到最大值?
【答案】
【解析】
【分析】
对其中一个小球受力分析,由平衡条件求出小球受到的库仑力,然后由库仑定律求出两球间的距离;
【点睛】
本题借助库仑力考查了平衡条件的应用,能正确的受力分析是力学部分的基本功。
15.如图所示,真空中有两个点电荷A、B,它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点,它们的电荷量分别为QA=16×10-12C,QB=4.0×10-12C,现引入第三个同种点电荷C,
(1)若要使C处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?
(2)若点电荷A、B不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?
【答案】
(1)点电荷C放在距A右侧0.2m处,可为正电荷,也可为负电荷。
(2),为负电荷。
【解析】
【详解】
(1)由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使C处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,可为正电荷,也可为负电荷。
设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3
∵
∴
∴
∴4(L-x)2=x2
∴x=0.2m
即点电荷C放在距A右侧0.2m处,可为正电荷,也可为负电荷。
③放B的右侧,C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使B平衡;
由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使三个电荷都处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,且为负电荷。
设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3
对C:
∴x=0.2m
对B:
∴,为负电荷。
【点睛】
此题是库仑定律与力学问题的结合题;要知道如果只是让电荷C处于平衡,只需在这点的场强为零即可,电性不限;三个电荷的平衡问题,遵循:
“两同加一异”、“两大加一小”的原则.
16.如图所示,真空中竖直放置半径为R的光滑半圆环,圆环最低点固定一个点电荷Q;质量为m、电荷量为的小圆环最初静止在图中所示的B点,此时。
现让小圆环从右侧最高点由静止释放。
已知重力加速度为g,静电力常量为k,距离带电荷量为Q的点电荷为r的点电势可以表示为,求:
(1)半圆环最低点固定的点电荷的电量Q;
(2)小环向下运动过程中的最大速度。
【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1)小圆环在B点静止,此时小圆环所受合力为零。
即①,解得②
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