第九章 第3节 电场电场强度-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【重难点手册】人教版

子拉力"三力平衡"由平衡条件可得 . $ / 012 !$ #0 - $ - - , - " . - / 012 !- #0 - $ - - , - "即 . $ / 012 !$ #. - / 012 !- "可知 " % + 正确 ! # $!" ! !万有引力定律适用的条件是质点和质量均匀分布 的球体"由于金属球壳 ' 和 & 质量分布均匀"所以万有 引力定律可以直接应用"它们之间的万有引力为 + 引 # 1 . - 2 - "由于两球心间的距离 2 为球半径的 3 倍"它们之 间的距离并不是很大"所以此时的电荷不能看成点电 荷"它们带的是等量异种电荷"由于电荷之间的相互吸 引"电荷之间的距离会比 2 小"所以此时电荷间的库仑 力 + 库 " 0 3 - 2 - ! 故 " 正确" ! % * % + 错误 ! # %!* ! !两个点电荷之间的相互作用力的方向在它们的连 线上"由题图可知" 4 受到 ' 球的静电斥力和 & 球的静 电引力"所以 ' 带正电" & 带负电$由于 ' 球的静电斥力 较大"根据矢量合成的特点可知" ' 球所带电荷量比 & 球的大 ! 故 * 正确" ! % " % + 错误 ! # &!"+ ! !设两小球的电荷量分别为 - 和 4 - "则原来相距 , 时的相互作用力 +#0 - '4 - , - #0 4 - - , - ! 由于两球的电性 未知"接触后相互作用力的计算可分为两种情况* ( $ )两球电性相同 ! 相互接触时两球电荷量平均分配" 每球所带电荷量为4-5- - #6 - ! 放回原处后的相互作用 力 + $ #0 6 - '6 - , - #0 $% - - , - "故+$ + # $% 4 ! ( - )两球电性不同 ! 相互接触时电荷先中和再平分"每 球所带电荷量为4-(- - #3 - ! 放回原处后的相互作用力 + - #0 3 - '3 - , - #0 ) - - , - "故+- + # ) 4 ! # '!" ! !根据受力平衡条件可知"因 & 球带正电"要使 ' % 4 两球平衡"则 ' % 4 两球一定带负电"故 ! % * % + 错误$对 4 球进行分析" ' % 4 间的距离是 & % 4 间的两倍"由库仑定 律有 (0 33 4 , - #0 3 ' 3 4 6, - "解得 3 ' #(63 "故 " 正确 ! # (!* ! !电荷量减少一半"根据库仑定律知若两球之间的 距离保持不变"库仑力减小为原来的$ 6 "库仑力减小" 弹簧的弹力减小"弹簧的伸长量减小"两球间的距离减 小"所以实际的情况是两球之间的库仑力会大于原来 的$ 6 "此时弹簧的伸长量也大于原来的$ 6 "故 * 正确 ! # 第 ) 题图 )!* ! !带电小球 % 受力如图所示" 5*# 槡3 - 6 "即 * 点为 5( 中点"根据 对称性有 %(#6! 由库仑定律知 % % ( 间库仑力大小 +# 0 - - 6 - "细线拉力 + 7 #+# 0 - - 6 - "选项 ! % " 错误$根据 平衡条件得 +89:3&;# $ - . / "得 +# 槡3. / 3 "绳子拉力 + 7 # 槡3. / 3 "选项 * 正确" + 错误 ! # !*!!* ! !设 % % ( 两球间距为 2 "将 % % ( 两球释放时"对 % 球有 0 3 - - 2 - #. % + -' "对 ( 球有 0 3 - - 2 - #. ( ' "解得 . ( #-. % ! 在 % % ( 中点固定 * 球后"对 % 球有 0 3 - - 2 - ( 0 3 - + - * 2 ( ) - - #. % '7 或 0 3 - + - * 2 ( ) - - (0 3 - - 2 - #. % '7 "对 ( 球 有 0 3 - - 2 - 50 - + - * 2 ( ) - - #. ( '7 "解得 - * # 3 -, - 或) -& - ! 故 ! % * 选项正确 ! # !!!" ! !小球 & 所受库仑力和管道的弹力始终与速度垂直" 所以小球 & 的机械能守恒"选项 ! 错误 ! 小球 & 机械能守 恒"从 1 滑到 8 的过程中有 . / 9# $ - .: - ! 在 8 处" + 库 (. / # .: - 9 "则 + 库 #3. / "选项 * 错误 ! 设 ;$ 与竖 直方向成 " 角"对球 ' 受力分析"将其分解得竖直方向* + ;$ 89: " #. / 5+ 库 :<2 ! $水平方向* + 库 89: ! 5+ ;$ :<2 " # + ;# ! 解得 + ;# #. / 012 " 5 3. / 89: ( ! ( " ) 89: " "下