课时跟踪检测(3)静电力作用下的平衡与加速问题（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时跟踪检测（三）静电力作用下的平衡与加速问题 1．(2023·广东高二学考检测)如图所示，光滑绝缘的水平桌面的同一直线上，放置三个可视为点电荷的小球M、N和P，其中M和N固定，带电荷量分别为＋q1和－q2，若小球P能保持静止，则(　 ) A．P一定带正电，q1＝q2　 B．P一定带正电，q1＞q2 C．P可能带正电，q1＝q2　 D．P可能带正电，q1＞q2 解析：选D　根据题意可知，若小球P能保持静止，则小球M、N对P的作用力等大、反向，由同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥可知，由于小球M、N带异种电荷，无论P带何种电荷，小球M、N对P的作用力方向都相反，设小球P的带电荷量为q，由库仑定律有＝，可得q1＞q2，故选D。 2．(2023·河南郑州高二检测)如图所示，光滑绝缘水平面上有A、B、C三点，它们在同一直线上且AB∶BC＝1∶2，在B处放一电荷量为q的试探电荷，当在A处放一电荷量为＋Q的点电荷，在C处固定一未知电量的点电荷时，试探电荷处于静止状态，则C处所固定的点电荷所带电荷量为(　 ) A．＋2Q　　　　　　　　 B．＋4Q C．－2Q D．－4Q 解析：选B　设AB间距离为r，对试探电荷进行受力分析，由库仑定律和共点力平衡有k＝k，解得qC＝4Q，必须带正电，B正确，A、C、D错误。 3.(2023·福建厦门高二期末)如图所示，带电小球A挂在绝缘的细线下端，带电小球B固定在高度可调的绝缘支架上，实验过程中始终保持两个小球在同一水平线上，两小球可视为点电荷。平衡时，两个小球距离为r，细线与竖直方向的夹角为θ，已知小球A的质量为m，带电荷量为q，静电力常量为k，重力加速度为g，则(　 ) A．两小球带异种电荷 B．小球A的带电荷量一定大于B的带电荷量 C．小球B的带电荷量为 D．小球B的带电荷量为 解析：选D　由题图可知，A、B两小球相互排斥，两小球带同种电荷，故A错误；根据库仑定律，A、B两小球间的静电力为F＝k，小球A受到重力、拉力和静电力，受力如图所示。根据平衡条件有F＝mgtan θ，联立解得qB＝，由已知条件无法确定两小球带电荷量的大小关系，故B、C错误，D正确。 4．(多选)如图所示，一质量为m、带电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一带电荷量也为Q的小球B固定在悬挂点正下方，A、B均视为点电荷，轻绳与竖直方向成45°角，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力大小为(　 ) A. B. C.mg D．mg 解析：选AD　根据库仑定律可得F＝＝，A正确，B错误；带电的小球A处于平衡状态，A受到静电力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零，因此有：F＝mgtan 45°，解得F＝mg，C错误，D正确。 5.(2023·河北石家庄质检)如图所示，A、B、C是光滑绝缘水平桌面上位于同一圆周且等间距的三点，现在这三点分别放置完全相同的带电荷量为－q的金属小球，同时在圆心O处放置一个带电荷量为＋Q的小球，已知所有小球均可看作点电荷且均处于静止状态，则Q与q的比值为(　 ) A. B. C. D．3 解析：选B　以圆周上三个中的一个金属小球为研究对象， 受到另外两个圆周上的电荷的库仑斥力作用，同时受到圆心上的点电荷的库仑引力作用，设圆的半径为r，根据受力平衡得2×＝，根据几何关系有L＝r，联立解得＝，故选B。 6.如图所示，两个小球A、B分别带电荷量＋Q、－Q(可视为点电荷)，其中A球通过绝缘细线悬挂于天花板上，B球置于某一位置(未画出)，能使A球静止并使绝缘细线伸直且与竖直方向的夹角为30°。已知静电力常量k取9.0×109 N·m2/C2，Q＝3×10－6 C，A球的质量为m＝0.18 kg，g取10 m/s2。则A、B两球之间的距离可能为(　 ) A．0.6 m B．0.5 m C．0.4 m D．0.3 m 解析：选D　如图所示，对A受力分析可知，A平衡时，静电力F的最小值为Fm＝mgsin 30°＝，解得r＝0.3 m，所以两球的距离应不大于0.3 m。故选D。 7.(2023·陕西榆林高二期末)如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m、带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，丝线BC长度为L，A、C两点间的距离为L。当小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角θ＝45°，带电小球A、B可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是(　 ) A．两小球一定带异种电荷 B．两小球之间的距离为L C．小球A的电荷量为 D．丝线对小球B的拉力大小为mg 解析：选C　小球B保持静止，由受力平衡知其受A的静电力一定是斥力，两小球一定带同种电荷，A错误；由题意可知BC＝ACcos 45°，所以AB与BC垂直，两小球之间的距离为A