福建省上杭县第一中学物理 静电场及其应用精选测试卷
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福建省福州市物理 静电场及其应用专题试卷一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,在圆心为O 、半径为R 的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q 的点电荷a 、b 、c ,其中a 、b 带正电,c 带负电。
已知静电力常量为k ,下列说法正确的是( )A .a 受到的库仑力大小为2233kq RB .c 受到的库仑力大小为2233kqRC .a 、b 在O 3kq,方向由O 指向c D .a 、b 、c 在O 点产生的场强为22kqR,方向由O 指向c 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .根据几何关系得ab 间、bc 间、ac 间的距离3r R =根据库仑力的公式得a 、b 、c 间的库仑力大小22223q q F k k r R==a 受到的两个力夹角为120︒,所以a 受到的库仑力为223a q F F k R==c 受到的两个力夹角为60︒,所以c 受到的库仑力为233c kq F F == 选项A 错误,B 正确;C .a 、b 在O 点产生的场强大小相等,根据电场强度定义有02q E kR = a 、b 带正电,故a 在O 点产生的场强方向是由a 指向O ,b 在O 点产生的场强方向是由b 指向O ,由矢量合成得a 、b 在O 点产生的场强大小2q E k R=方向由O →c ,选项C 错误;D .同理c 在O 点产生的场强大小为02qE k R=方向由O →c运用矢量合成法则得a 、b 、c 在O 点产生的场强22qE k R'=方向O →c 。
选项D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,一带电小球P 用绝缘轻质细线悬挂于O 点。
带电小球Q 与带电小球P 处于同一水平线上,小球P 平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。
现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q ,使带电小球P 能够保持在原位置不动,直到小球Q 移动到小球P 位置的正下方。
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试题(Word 版 含解析)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。
已知重力加速度为g ,带电小球在A 点处的加速度大小为4g,静电力常量为k 。
则( )A .小球从A 到B 的过程中,速度最大的位置在D 点 B .小球运动到B 点时的加速度大小为2g C .BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D .AB 之间的电势差U AB =kQ L【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .带电小球在A 点时,有2sin A Qqmg kma L θ-= 当小球速度最大时,加速度为零,有'2sin 0Qqmg θkL -= 联立上式解得'2L L =所以速度最大的位置不在中点D 位置,A 错误; B .带电小球在A 点时,有2sin A Qqmg kma Lθ-= 带电小球在B 点时,有2sin 2BQq k mg θma L -=()联立上式解得2Bg a =B 正确;C .根据正电荷的电场分布可知,B 点更靠近点电荷,所以BD 段的平均场强大小大于AD 段的平均场强,根据U Ed =可知,BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA ,C 正确;D .由A 点到B 点,根据动能定理得sin 02AB Lmg θqU ⋅+= 由2sin A Qqmg kma L θ-=可得 214Qq mg k L= 联立上式解得AB kQU L=-D 错误。
故选BC 。
2.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A 和m B 的小球,分别带q A 和q B 的正电荷,悬点为O ,当小球由于静电力作用张开一角度时,A 球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则( )A .sin sin AB m m βα= B .sin sin A B B A m q m q βα= C .sin sin A B q q βα= D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sin sin sin ααββ'='【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得Am g OPF PA=库,Bm g OPF PB=库由于库仑力相等,联立可得ABm PBm PA=由于sincosOAPAαθ⋅=,sincosOBPBβθ⋅=,代入上式可得sinsinABmmβα=所以A正确、B错误;C.根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C错误;D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sinsinABmmβα'='联立可得sin sinsin sinααββ'='D正确。
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选试卷测试与练习(word 解析版)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。
小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 23kq C .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg 226kq 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则223cos 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
高中物理静电场及其应用静电场及其应用精选试卷测试卷(word版,含解析)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,AB连线中点为O.在A、B所形成的电场中,以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线,以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是( )A.在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点B.将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功C.将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同D.沿线段eOf移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大【答案】BC【解析】图中圆面是一个等势面,e、f的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同,故A错误.图中圆弧egf是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU可知:将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功,故B正确.a点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU可知:将一电荷由a点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C正确.沿线段eof移动的电荷,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D错误.故选BC.【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.2.如图,质量分别为m A和m B的两小球带有同种电荷,电荷量分别为q A和q B,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为v A和v B,最大动能分别为E k A和E k B。
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷达标检测卷(Word 版含解析)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,一带电小球P 用绝缘轻质细线悬挂于O 点。
带电小球Q 与带电小球P 处于同一水平线上,小球P 平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。
现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q ,使带电小球P 能够保持在原位置不动,直到小球Q 移动到小球P 位置的正下方。
对于此过程,下列说法正确的是( )A .小球P 受到的库仑力先减小后增大B .小球P 、Q 间的距离越来越小C .轻质细线的拉力先减小后增大D .轻质细线的拉力一直在减小 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】画出小球P 的受力示意图,如图所示当小球P 位置不动,Q 缓慢向右下移动时,Q 对P 的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP 间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q 到达P 的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD 。
2.质量分别为A m 和B m 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为A q 和B q ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1 与()212θθθ>。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为Av和Bv,最大动能分别为kAE和kBE。
则()A.Am一定大于Bm B.Aq一定小于BqC.A v一定大于B v D.kAE一定大于kBE【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示根据平衡条件,有1AtanFm gθ=故A1tanFmgθ=⋅同理,有B2tanFmgθ=⋅由于12θθ>,故A Bm m<,故A错误;B.两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B 错误;C.设悬点到AB的竖直高度为h,则摆球A到最低点时下降的高度111(1)cos coshh h hθθ∆=-=-小球摆动过程机械能守恒,有212mg h mv ∆=解得2v g h =⋅∆由于12θθ>,A 球摆到最低点过程,下降的高度A B h h ∆>∆,故A 球的速度较大,故C 正确;D .小球摆动过程机械能守恒,有k mg h E ∆=故k (1cos )(1cos )tan FLE mg h mgL θθθ=∆=-=- 其中cos L θ相同,根据数学中的半角公式,得到k 1cos (1cos )cos ()cos tan tan sin 2FL E FL FL θθθθθθθ-=-==⋅ 其中cos FL θ相同,故θ越大,动能越大,故kA E 一定大于kB E ,故D 正确。
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选试卷检测题(Word 版 含答案)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图,真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷,其电荷量分别为1Q +、2Q -,且12Q Q >。
取无穷远处电势为零,则( )A .只有MN 区间的电场方向向右B .在N 点右侧附近存在电场强度为零的点C .在ON 之间存在电势为零的点D .MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右,2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左,又因为12Q Q >,根据2QE kr=在N 点右侧附近存在电场强度为零的点,该点左右两侧场强方向相反,所以不仅只有MN 区间的电场方向向右,选项A 错误,B 正确;C .1Q +、2Q -为两异种点电荷,在ON 之间存在电势为零的点,选项C 正确;D .因为12Q Q >,MO 之间的电场强度大,所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差,选项D 错误。
故选BC 。
2.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。
小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 bD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +22R【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
静电场及其应用精选试卷测试题(Word版含解析)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,AB连线中点为O.在A、B所形成的电场中,以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线,以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是( )A.在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点B.将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功C.将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同D.沿线段eOf移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大【答案】BC【解析】图中圆面是一个等势面,e、f的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同,故A错误.图中圆弧egf是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU可知:将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功,故B正确.a点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU可知:将一电荷由a点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C正确.沿线段eof移动的电荷,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D错误.故选BC.【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.2.如图所示,质量相同的A、B两物体放在光滑绝缘的水平面上,所在空间有水平向左的匀强电场,场强大小为E,其中A带正电,电荷量大小为q,B始终不带电。
一根轻弹簧一端固定在墙面上,另一端与B物体连接,在电场力作用下,物体A紧靠着物体B,一起压缩弹簧,处于静止状态。
现在A物体上施加一水平向右的恒定外力F。
弹簧始终处于弹性限度范围内,下列判断正确的是()A.若F = qE,则弹簧恢复到原长时A、B两物体分离B.若F = qE,则弹簧还未恢复到原长时A、B两物体分离C.若F > qE,则弹簧还未恢复到原长时A、B两物体分离D.若F < qE,则A、B两物体不能分离,且弹簧一定达不到原长位置【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB.若F = qE,A物体所受合力为0,在弹簧处于压缩状态时,B物体由于弹簧的作用向右加速运动,而A物体将被迫受到B物体的作用力以相同的加速度一起向右加速运动,A、B 两物体未能分离,当弹簧恢复到原长后,B物体在弹簧的作用下做减速运动,A物体做匀速直线运动,则B物体的速度小于A物体的速度,A、B两物体将分离,故A正确,B错误;C.若F > qE,A物体将受到水平向右恒力F A = F− qE的作用,弹簧在恢复到原长之前,对B 物体的弹力逐渐减小,则B物体的加速度逐渐减小,当A、B两物体刚要分离时,A、B两物体接触面的作用力刚好为0,此时弹簧对B物体的作用力所产生的加速度与恒力F A对A 物体产生的加速度相等(a B = a A 0),此时弹簧还未恢复到原长,故C正确;D.若F < qE,A物体将受到水平向左恒力F A = qE− F的作用,如果F A比较小,那么A、B 两物体还是可以分离的,并且在超过弹簧原长处分离,故D错误。
高中物理静电场及其应用静电场及其应用精选测试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,一带电小球P用绝缘轻质细线悬挂于O点。
带电小球Q与带电小球P处于同一水平线上,小球P平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。
现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q,使带电小球P能够保持在原位置不动,直到小球Q移动到小球P位置的正下方。
对于此过程,下列说法正确的是()A.小球P受到的库仑力先减小后增大B.小球P、Q间的距离越来越小C.轻质细线的拉力先减小后增大D.轻质细线的拉力一直在减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】画出小球P的受力示意图,如图所示当小球P位置不动,Q缓慢向右下移动时,Q对P的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q到达P的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD。
2.如图所示,A、B两点有等量同种正点电荷,AB连线的中垂线上C、D两点关于AB对t 时刻,一带正电的点电荷从C点以初速度v0沿CD方向射入,点电荷只受电场称,0力。
则点电荷由C到D运动的v-t图象,以下可能正确的是A.B.C.D.【答案】BD【解析】【分析】【详解】由于AB是同种电荷,所以连线中点的场强为零,无穷远处场强也为零,其间有一点电场强度最大,所以粒子从C点向中点运动过程中,加速度可能一直减小,也可能先减小后增大,选项AC错误,BD正确。
故选BD。
3.如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,图中AC=h。
当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时,A对B的静电力为B 所受重力的0.5倍,则下列说法中正确的是(两球均可看作点电荷)()A.此时丝线长度为2 2LB.以后由于A漏电,B在竖直平面内缓慢运动,到θ=0°处A的电荷尚未漏完,在整个漏电过程中,丝线上拉力大小保持不变C.若保持悬点C位置不变,缓慢缩短丝线BC的长度,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧D.若A对B的静电力为B所受重力的33倍,要使B球依然在θ=30°处静止,则丝线BC的长度应调整为3h或23h【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍,B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°,处于平衡,根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直,此时丝线长度为3h,选项A错误;B.而由三角形相似可知G F Th AB BC==则在整个漏电过程中,丝线上拉力T大小保持不变,选项B正确;C.以C点为原点,以CA方向为y轴,垂直CA方向向右为x轴建立坐标系,设B点坐标为(x,y),则由几何关系cos sinx hθθ=⋅tanxy θ=消掉θ角且整理可得2222(cos)x y h BC+==θ缓慢缩短丝线BC的长度,最初阶段BC的长度变化较小,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧,选项C正确;D.若A对B的静电力为B所受重力的33倍,则B静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时,对B受力分析,G、F与T,将F与T合成,则有G FAC AB=解得3F AB h h G == 根据余弦定理可得 22232cos303h h BC BC h =+-⨯⨯︒() 解得 BC =33h 或233h 选项D 正确。
高中物理静电场及其应用精选测试卷测试卷(word版,含解析)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
静电场及其应用精选试卷试卷(word版含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
福建省上杭县第一中学物理第十章 静电场中的能量精选测试卷一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优(难)1.如图所示,分别在M 、N 两点固定放置两个点电荷+Q 和-2Q ,以MN 连线的中点O 为圆心的圆周上有A 、B 、C 、D 四点,COD 与MN 垂直,规定无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )A .A 点场强与B 点场强相等 B .C 点场强与D 点场强相等 C .O 点电势等于零 D .C 点和D 点电势相等 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A 、由于2Q >Q ,A 点处电场线比B 点处电场线疏,A 点场强小于B 点场强;故A 错误. B 、由于电场线关于MN 对称,C 、D 两点电场线疏密程度相同,则C 点场强等于D 点场强,但方向与两个电荷的连线不平行,故电场强度的方向不同,故电场强度大小相等,但方向不相同;故B 错误.C 、根据等量异种电荷的对称性可知过O 点的中垂线与电场线垂直,中垂线为等势线,O 点的电势为零,现在是不等量的异种电荷,过O 点中垂线不再是等势线,O 点电势不为零,由U E d =⋅可知左侧的平均场强小,电势降低的慢,则零电势点在O 点右侧;C 错误.D 、沿着电场线电势逐渐降低,结合电场分布的上下对称可知0C D ϕϕ=>;D 正确. 故选D . 【点睛】本题考查判断电势、场强大小的能力,往往画出电场线,抓住电场线分布的特点进行判断.2.空间某一静电场的电势φ在x 轴上分布如图所示,x 轴上两点B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是E Bx 、E cx ,下列说法中正确的有A .B 、C 两点的电场强度大小E Bx <E cxB .E Bx 的方向沿x 轴正方向C .电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大D .负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中,电场力先做正功,后做负功 【答案】D 【解析】 【分析】本题的入手点在于如何判断E Bx 和E Cx 的大小,由图象可知在x 轴上各点的电场强度在x 方向的分量不相同,如果在x 方向上取极小的一段,可以把此段看做是匀强电场,用匀强电场的处理方法思考,从而得到结论,此方法为微元法. 【详解】A 、在B 点和C 点附近分别取很小的一段d ,由题图得,B 点段对应的电势差大于C 点段对应的电势差,将电场看做匀强电场,有E dϕ∆=,可见E Bx >E Cx ,A 项错误.C 、同理可知O 点的斜率最小,即场强最小,电荷在该点受到的电场力最小,C 项错误.B 、沿电场线方向电势降低,在O 点左侧,E Bx 的方向沿x 轴负方向,在O 点右侧,E Cx 的方向沿x 轴正方向,B 项错误.D 、负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中,电场力先向右后向左,电场力先做正功,后做负功,D 项正确.故选D . 【点睛】 挖掘出x φ-图象两大重要性质:图象的斜率反映电场强度的大小,图象中ϕ降低的方向反映场强沿x 轴的方向.3.如图所示,在纸面内有一直角三角形ABC ,P 1为AB 的中点, P 2为AP 1的中点,BC =2 cm ,∠A = 30°.纸面内有一匀强电场,电子在A 点的电势能为-5 eV ,在C 点的电势能为19 eV ,在P 2点的电势能为3 eV .下列说法正确的是A .A 点的电势为-5 VB .B 点的电势为-19 VC .该电场的电场强度方向由B 点指向A 点D .该电场的电场强度大小为800 V/m 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A.由公式pEqϕ=可知,pAA5eV5VEq eϕ-===-故A错误.B.A到P2的电势差为2A5(3)V8VPUϕϕ=-=--=B A4548V27VUϕϕ=-=-⨯=-故B错误.C.A点到B点电势均匀降落,设P1与B的中点为P3,该点电势为:3A3538V19VPUϕϕ=-=-⨯=-Cp19eV19VCEq eϕ===--P3点与C为等势点,连接两点的直线为等势线,如图虚线P3C所示.由几何关系知,P3C与AB垂直,所以AB为电场线,又因为电场线方向由电势高指向电势低,所以该电场的电场强度方向是由A点指向B点,故C错误.D.P3与C为等势点,该电场的电场强度方向是由A点指向B点,所以场强为:28V/cm800V/m1UEAP===故D正确.4.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为Aa、Ba,电势能分别为PAE、PBE.下列说法正确的是( )A.电子一定从A向B运动B .若A a >B a ,则Q 靠近M 端且为正电荷C .无论Q 为正电荷还是负电荷一定有PA E <PB ED .B 点电势可能高于A 点电势 【答案】BC 【解析】由于不知道电子速度变化,由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动,故A 错误;若a A >a B ,则A 点离点电荷Q 更近即Q 靠近M 端;又由运动轨迹可知,电场力方向指向凹的一侧即左侧,所以,在MN 上电场方向向右,那么Q 靠近M 端且为正电荷,故B 正确;由B 可知,电子所受电场力方向指向左侧,那么,若电子从A 向B 运动,则电场力做负功,电势能增加;若电子从B 向A 运动,则电场力做正功,电势能减小,所以,一定有E pA <E pB 求解过程与Q 所带电荷无关,只与电场线方向相关,故C 正确;由B 可知,电场线方向由M 指向N ,那么A 点电势高于B 点,故D 错误;故选BC .5.如图,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m 的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F 将小球向下压至某位置静止.现撤去F ,使小球沿竖直方向运动,在小球由静止到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和W 2,小球离开弹簧时的速度为v ,不计空气阻力,则上述过程中A .小球的重力势能增加-W 1B .弹簧对小球做的功为12mv 2-W 2-W 1 C .小球的机械能增加W 1+12mv 2 D .小球与弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】AB 【解析】A 、重力对小球做功为W 1,重力势能增加-W 1;故A 正确.B 、电场力做了W 2的正功,则电势能减小W 2;故B 正确.C 、根据动能定理得,2121=2W W W mv ++弹,因为除重力以外其它力做功等于小球机械能的增量,则机械能的增量为2211=2W W mv W +-弹;故C 错误.D 、对小球和弹簧组成的系统,由于有电场力做功,则系统机械能不守恒.故D 错误.故选AB .【点睛】解决本题的关键掌握功能关系,知道重力做功等于重力势能的减小量,电场力做功等于电势能的减小量,除重力以外其它力做功等于机械能的增量.6.如图所示,绝缘水平面上O 处放质量为m 、电荷量为q 的带负电荷的小物体.劲度系数为k 的绝缘轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与小物体接触(未固定),弹簧水平且无形变.O 点左侧有竖直向下的匀强电场,电场强度为2mgE q=.用水平力F 缓慢向右推动物体,在弹性限度内弹簧被压缩了x 0,此时物体静止.撤去F 后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x 0,物体与水平面间的动摩擦因数为µ,重力加速度为g .则( )A .撤去F 后,物体回到O 点时速度最大B .撤去F 后,物体刚运动时的加速度大小为0kx g mμ- C 03gx μ D .撤去F 后系统产生的内能为4µmgx 0 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 撤去F 后,物体回到O 之前水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,当弹簧的弹力与滑动摩擦力的合力大小相等、方向相反时,加速度为零,速度最大。
高中物理静电场及其应用静电场及其应用精选试卷达标检测卷(Word版含解析)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
福建省上杭县第一中学必修3物理 全册全单元精选试卷检测题一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优(难)1.有三根长度皆为l =0.3 m 的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板的O 点,另一端分别栓有质量皆为m =1.0×10﹣2kg 的带电小球A 和B ,它们的电荷量分别为﹣q 和+q ,q =1.0×10﹣6C .A 、B 之间用第三根线连接起来,空间中存在大小为E =2.0×105N/C 的匀强电场,电场强度的方向水平向右.平衡时A 、B 球的位置如图所示.已知静电力常量k =9×109N•m 2/C 2重力加速度g =10m/s 2.求:(1)A 、B 间的库仑力的大小 (2)连接A 、B 的轻线的拉力大小. 【答案】(1)F=0.1N (2)10.042T N = 【解析】试题分析:(1)以B 球为研究对象,B 球受到重力mg ,电场力Eq ,静电力F ,AB 间绳子的拉力1T 和OB 绳子的拉力2T ,共5个力的作用,处于平衡状态,A 、B 间的静电力22q F k l=,代入数据可得F=0.1N(2)在竖直方向上有:2sin 60T mg ︒=,在水平方向上有:12cos 60qE F T T =++︒ 代入数据可得10.042T N = 考点:考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】注意成立的条件,掌握力的平行四边形定则的应用,理解三角知识运用,注意平衡条件的方程的建立.2.如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m 的均匀绝缘棒AB 长为L 、带有正电,电量为Q 且均匀分布.在水平面上O 点右侧有匀强电场,场强大小为E ,其方向为水平向左,BO 距离为x 0,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动.求:(1)棒的B 端进入电场L /8时的加速度大小和方向; (2)棒在运动过程中的最大动能.(3)棒的最大电势能.(设O 点处电势为零) 【答案】(1)/8qE m ,向右(2)0()48qE Lx + (3)0(2)6qE x L + 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律,得48QE L QE ma L -⋅=解得 8QE a m=,方向向右. (2)设当棒进入电场x 时,其动能达到最大,则此时棒受力平衡,有 4QE QE x L⋅= 解得14x L = 由动能定理得:()00044()()42442448K o QE QELQEQE L QE L E W x x x x x ====+⨯∑+-+-+⨯(3)棒减速到零时,棒可能全部进入电场,也可能不能全部进入电场,设恰能全部进入电场, 则有:()0042QE QEx L L +-=, 得 x 0=L ;()42QE QELL L ε+==当x 0<L ,棒不能全部进入电场,设进入电场x根据动能定理得()00 0042xQEQE L x x x ++--= 解之得:208L L Lx x ++=则2008 (4F L L Lx QE W x ε+++==当x 0>L ,棒能全部进入电场,设进入电场x ()()0042QE QEx x L QE x L +---= 得:023x Lx += 则()()000242 4436QE x L x L QE QE x x ε+++⋅===3.如图所示,在O 点处放置一个正电荷.在过O 点的竖直平面内的A 点,由静止释放一个带正电的小球,小球的质量为m 、电荷量为q .小球落下的轨迹如图所示,轨迹与以O 为圆心、R 为半径的圆相交于B 、C 两点,O 、C 在同一水平线上,∠BOC=30°,A 距离OC 的竖直高度为h ,已知小球通过B 点的速度为v ,重力加速度为g ,求: (1)小球通过C 点的速度大小;(2)小球由A 运动到C 的过程中电场力做的功.【答案】(1) 2c gR =+v v (2) 21()2W m gR mgh =+-v 【解析】试题分析:(1)小球下落过程中,受到重力和电场力,由于B 、C 两点处于同一等势面上,故从B 到C 过程电场力做功为零,只有重重力做功,根据动能这定理求解到达C 点的速度;(2)小球从A 至C 的过程中只有重力和电场力做功,根据动能定理即可求解电场力做功.(1)小球从B 点到C 点的过程中,电场力不做功,而重力做正功 由动能定理得:2211222C R mg mv mv ⨯=- 解得:2C v v gR =+(2)小球从A 至C 的过程中只有重力和电场力做功 由动能定理得:212C mgh W mv +=电 解得:()212W m v gR mgh 电=+- 【试题分析】本题关键是明确几种功能关系的具体形式:总功是动能变化的量度;电场力做功是电势能变化的量度;除重力外其余力做的功是机械能变化的量度.4.如图所示,小球的质量为0.1kgm=,带电量为51.010Cq-=⨯,悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成30θ=︒时,小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动.问:(1)小球的带电性质;(2)电场强度E的大小;(3)若剪断丝线,求小球的加速度大小.【答案】(1)小球带正电(2)45.7710N/CE=⨯(3)211.54m/sa=【解析】【详解】(1)对小球进行受力分析,如图;由电场力的方向可确定小球带正电;(2)根据共点力平衡条件,有qE=mgtan300解得:04531303=/ 5.7710/10mgtanE N C N Cq-≈⨯=(3)当线断丝线后,小球的合力为30mgFcos=由牛顿第二定律,则有:22/11.54/cos303F ga s m sm====小球将做初速度为零,加速度的方向沿着线的反向,大小为11.54m/s2,匀加速直线运动.【点睛】本题关键是对小球受力分析,明确带电小球受电场力、细线的拉力和重力,根据共点力平衡条件及牛顿第二定律列示求解.5.如图所示,光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球,它们的质量均为m,间距均为r,A带电量Q A=10q,B带电量Q B=q,若小球C上加一个水平向右的恒力,欲使A、B、C始终保持r的间距运动,求:(1)C球的电性和电量Q C;(2)水平力F的大小。
福建省上杭县第一中学物理 静电场及其应用精选测试卷一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。
小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则223cos 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,一带电小球P 用绝缘轻质细线悬挂于O 点。
带电小球Q 与带电小球P 处于同一水平线上,小球P 平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。
现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q ,使带电小球P 能够保持在原位置不动,直到小球Q 移动到小球P 位置的正下方。
对于此过程,下列说法正确的是( )A .小球P 受到的库仑力先减小后增大B .小球P 、Q 间的距离越来越小C .轻质细线的拉力先减小后增大D .轻质细线的拉力一直在减小 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】画出小球P 的受力示意图,如图所示当小球P 位置不动,Q 缓慢向右下移动时,Q 对P 的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP 间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q 到达P 的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD 。
3.如图所示,空间有竖直方向的匀强电场,一带正电的小球质量为m ,在竖直平面内沿与水平方向成30º角的虚线以速度v 0斜向上做匀速运动.当小球经过O 点时突然将电场方向旋转一定的角度,电场强度大小不变,小球仍沿虚线方向做直线运动,选O 点电势为零,重力加速度为g ,则A .原电场方向竖直向下B .改变后的电场方向垂直于ONC .电场方向改变后,小球的加速度大小为gD .电场方向改变后,小球的最大电势能为204mv【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】开始时,小球沿虚线做匀速运动,可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg ,小球带正电,则电场竖直向上,选项A 错误;改变电场方向后,小球仍沿虚线做直线运动,可知电场力与重力的合力沿着NO 方向,因Eq=mg ,可知电场力与重力关于ON 对称,电场方向与NO 成600,选项B 错误;电场方向改变后,电场力与重力夹角为1200,故合力大小为mg ,小球的加速度大小为g ,选项C 正确;电场方向改变后,小球能沿ON 运动的距离为202m v x g = ,则克服电场力做功为:220011cos 60224m v W Eq x mg mv g ==⨯= ,故小球的电势能最大值为2014mv ,选项D 正确;故选CD.4.某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系。
A 、B 是可视为点电荷的两带电小球,用绝缘细线将A 悬挂,实验中在改变电荷量时,移动B 并保持A 、B 连线与细线垂直。
用Q 和q 表示A 、B 的电荷量,d 表示A 、B 间的距离,θ(θ不是很小)表示细线与竖直方向的夹角,x 表示A 偏离O 点的水平距离,实验中( )A.d可以改变B.B的位置在同一圆弧上C.x与电荷量乘积Qq成正比D.tanθ与A、B间库仑力成正比【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.因实验要探究库仑力与电荷量的关系,故两电荷间距d应保持不变,选项A错误;B.因要保持A、B连线与细线垂直且A、B距离总保持d不变,可知B到O点的距离不变,故B的位置在同一圆弧上,选项B正确;C.对A球由平衡知识可知2sinqQ xk mg mgd Lθ==可知x与电荷量乘积Qq成正比,选项C正确;D.因为2tan=qQkd dL mgxθ=由于x变化,所以不能说tanθ与A、B间库仑力成正比,故D错误。
故选BC。
5.质量分别为Am和Bm的两小球带有同种电荷,电荷量分别为Aq和Bq,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1θ与()212θθθ>。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为Av和Bv,最大动能分别为kAE和kBE。
则()A.Am一定大于Bm B.Aq一定小于BqC.A v一定大于B v D.kAE一定大于kBE【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示根据平衡条件,有1AtanFm gθ=故A1tanFmgθ=⋅同理,有B2tanFmgθ=⋅由于12θθ>,故A Bm m<,故A错误;B.两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B 错误;C.设悬点到AB的竖直高度为h,则摆球A到最低点时下降的高度111(1)cos coshh h hθθ∆=-=-小球摆动过程机械能守恒,有212mg h mv∆=解得2v g h=⋅∆由于12θθ>,A球摆到最低点过程,下降的高度A Bh h∆>∆,故A球的速度较大,故C正确;D.小球摆动过程机械能守恒,有kmg h E∆=故k (1cos )(1cos )tan FLE mg h mgL θθθ=∆=-=- 其中cos L θ相同,根据数学中的半角公式,得到k 1cos (1cos )cos ()cos tan tan sin 2FL E FL FL θθθθθθθ-=-==⋅ 其中cos FL θ相同,故θ越大,动能越大,故kA E 一定大于kB E ,故D 正确。
故选CD 。
6.如图所示,两个带电小球A 、B 分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上,且在同一竖直平面内,用水平向左的推力F 作用于B 球,两球在图示位置静止,现将B 球沿斜面向下移动一小段距离,发现A 球随之向上移动少许,两球在新位置重新平衡,重新平衡后与移动前相比,下列说法正确的是( )A .推力F 变小B .斜面对B 的弹力不变C .墙面对A 的弹力不变D .两球之间的距离减小【答案】AB 【解析】 【详解】CD .先对小球A 受力分析,受重力、支持力、静电力,如图所示:根据共点力平衡条件,有:mgF cos =库α,N F mgtan =α 由于α减小,可知墙面对A 的弹力变小,库仑力减小,故两球间距增加,选项CD 错误; AB .对AB 整体受力分析,受重力、斜面支持力N 、墙壁支持力F N 、推力F ,如图所示:根据共点力平衡条件,有NNsin F FNcos m M g+==+()ββ解得()F mgtan m M gtanM m gNcos=-++=()αββ由于α减小,β不变,所以推力F减小,斜面对B的弹力N不变,选项AB正确。
故选AB。
7.如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分.小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态,已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为6q,2h R=.重力加速度为g,静电力常量为k,则( )A.小球d一定带正电B.小球b2R mRq kπC.小球c23kqD.外力F竖直向上,大小等于226kqmgR+【答案】CD【解析】【详解】A.a、b、c三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d球与a、b、c三小球一定是异种电荷,由于a球的电性未知,所以d球不一定带正电,故A错误。
BC.设db连线与水平方向的夹角为α,则223cosh Rα==+226sinh Rα==+对b球,根据牛顿第二定律和向心力得:()22222264cos2cos302cos30q q qk k m R mah R TRπα︒︒⋅-==+解得:23R mRTq kπ=23kqa=则小球c的加速度大小为23kq;故B错误,C正确。
D.对d球,由平衡条件得:22226263sinqq kqF k mg mgh R Rα=+=++故D正确。
8.如图所示,在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小球在B2gRB.小球在B2gRC.固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为3mg/qD.小球不能到达C点(C点和A在一条水平线上)【答案】AC【解析】试题分析:由A到B,由动能定理得:012mgr mv=-,解得2v gr A正确,B错误,在B 点,对小球由牛顿第二定律得:2qE mg v m r-=,将B 点的速度带入可得3mgE q=,C 正确,从A 到C 点过程中电场力做功为零,所以小球能到达C 点,D 错误, 考点:动能定理和牛顿定律综合的问题点评:小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.并不是电场力等于重力,而是电场力与重力提供向心力去做圆周运动.当是点电荷的电场时,由于电场力与支持力均于速度方向垂直,所以只有重力做功.9.如图所示,A 、B 、C 为放置在光滑水平面上的三个带电小球(可视为点电荷),其中B 与C 之间用长为L 的绝缘轻质细杆相连,现把A 、B 、C 按一定的位置摆放,可使三个小球都保持静止状态。
已知小球B 的带电量为-q ,小球C 的带电量为+4q ,则以下判断正确的是( )A .小球A 的带电量可以为任何值B .轻质细杆一定处于被拉伸状态C .小球A 与B 之间的距离一定为4L D .若将A 向右平移一小段距离,释放后A 一定向左运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AC .小球A 受力平衡,设小球AB 之间的距离为x ,根据平衡条件有()A A 224q q q qkk x L x ⋅=+ 解得x L =所以小球A 的电荷量可以为任意值,可以带正电,也可以带负电,A 正确,C 错误; B .对小球B ,小球A 和小球C 对其静电力的合力为A 224q q q q F kk x L ⋅=- 由于不知道小球A 的带电量,所以无法确定小球A 和小球C 对小球B 的静电力的合力是否为零,故无法判断轻杆是否被拉伸,B 错误;D .小球A 在原来的位置是平衡的,若将A 向右平移一小段距离,小球B 和小球C 对其的静电力均增加,且小球B 对其的静电力增加的更快,但由于小球A 的电性不确定,所以释放后A 的运动方向也不确定,D 错误。