内容正文:
库仑定律拔高练习卷
一、单选题
1.如图所示,水平天花板下方用短杆固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带电小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob<OC,若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.b球受到的绳子拉力逐渐增大
B.a球位置逐渐升高
C.b球带正电,点电荷对b球的库仑力不变
D.此过程中短杆对滑轮的作用力逐渐变大
2.如图所示,质量均为的两橡胶球A、B都带有电量为的正电荷,其中B球放在台秤上的泡沫塑料凹槽中,A球用绝缘细线悬挂在点。两球心之间的距离为,两橡胶球所带电荷分布均匀,忽略泡沫塑料凹槽的重力,重力加速度为,静电力常量为,则台秤的示数为( )
A. B. C. D.
3.三个相同金属小球、、,其中、小球带电荷量分别为和(均可以视为点电荷),固定在距离为r的两个地方,此时它们之间的库仑力大小为F。现用不带电的金属小球先后与、小球接触之后,小球、之间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
4.带有等量电荷的金属小球,相隔一定距离,(距离远大于小球的直径)两球之间的库仑力大小为。把一个小球的一部分电荷转移到另一个小球上,两球之间的库仑力变为,以下说法正确的是( )
A.若两小球带同种电荷,则 B.若两小球带异种电荷,则
C.若两小球带同种电荷,则 D.若两小球带异种电荷,则
5.如图所示,光滑绝缘半圆轨道内有两个可视为质点的带电小球A、B,其中B固定,A可自由滑动。初始时A球静止。现保持B小球带电量不变,使A小球所带电荷量缓慢变为原来的一半,在新位置达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.A、B小球一定都带负电荷 B.两小球间库仑力变为原来的一半
C.A小球带正电荷、B小球带负电荷 D.半圆形轨道对A小球的支持力变小
6.如图所示,真空中三个质量相同、带电量均为的小球a、b、c(可视为质点),分别用长度相等的绝缘轻绳悬挂于天花板上的O点。平衡时,各小球之间的距离均为L,轻绳与竖直方向夹角的正弦值为。已知静电力常量为k,则每根轻绳的张力为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,真空中三个点电荷、、分别固定在边长为0.5m的等边三角形的顶点上,已知,所受静电力为。静电力常量,下列判断可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,两条不等长的细绳一端拴在同一点上,另一端分别拴两个带同种电的小球,电荷量分别为,,质量分别为,,两条细绳长分别为,,两小球处于同一水平面时恰好静止,两小球静止时细绳与竖直方向的夹角分别为,(),则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,将带电量均为的小球分别放置在等边三角形A、B、C的三个顶点上,现于三角形的中心D处放置一带电小球 ,使四个小球均处于静止状态,则D处所放置的带电小球的电荷量为( )
A. B. C. D.Q
10.真空中两个相同的带异种电荷的金属小球A和B(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力大小为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,此时A、B之间的静电力大小变为F,则小球A最初的带电量和小球B最初的带电量的大小比值可能是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:1 D.4:1
二、多选题
11.如图所示,长为的绝缘轻绳一端固定于点,另一端栓接带电小球,轻绳与水平方向的夹角为。固定在点正下方的竖直绝缘轻杆上端栓接带电小球,、连心线与竖直方向的夹角为。、质量均为且始终保持静止,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.轻绳上拉力的大小为
B.、之间库仑力的大小为
C.若将轻绳剪断,剪断瞬间加速度的大小为
D.若轻绳缓慢缩短,缓慢移动的径迹为圆弧
12.如图所示,同一直线上的三个点电荷a、b、c恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知a、b间的距离是b、c间距离r的2倍,a、b、c所带电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3。下列说法正确的是( )
A.若a、c带正电,则b带负电
B.若a、c带负电,则b带正电
C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9
D.三个点电荷的电荷量均变为原来的一半,b仍静止,a、c将会运动
13.圆心在O点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上,带电量分别为+3q和+2q的小球甲、乙恰好静止在容器内壁A、B两点,AO、BO与竖直线的夹角分别是30°、60°。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两小球的质量之比为
B.甲、乙两小球所受弹力之比为
C.仅互换两小球的电荷量,平衡时两小球的位置将发生变化
D.固定乙小球,缓慢减小甲小球的电荷量,甲小球受到的弹力将逐渐减小
14.球心为,半径为的半球形光滑绝缘碗固定于水平面上,带电量为的小球甲固定在碗内壁的最低点,质量为的带电小球乙静止在碗内壁上的点,过、、的截面如图所示,之间的距离为。现缓慢增加甲球的电量,则乙球沿碗内壁缓慢向上运动到同一截面上与点等高的点。已知静电力常量为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.乙球带正电,电荷量为
B.乙球向上运动过程中,点的电势不变
C.当乙球刚运动到点时,甲球的电量为
D.乙球向上运动过程中,碗内壁对乙球的支持力大小不变
15.如图所示,光滑绝缘的竖直墙面和斜面夹角,两个带电小球A、B分别处于竖直墙面和斜面上M、N点并处于平衡状态,O、M、N在同一竖直平面内,已知A球质量为m,电荷量为q,,静电力常量为k,重力加速度为g,则B球( )
A.质量为 B.质量为
C.电荷量为 D.电荷量为
三、解答题
16.如图所示,在三角形的三个顶点a、b、c处分别固定三个点电荷,a、b两处的点电荷都带正电,c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,已知a处点电荷所带的电荷量为,,。
(1)试判断c处点电荷的电性;
(2)求b处点电荷的带电荷量。
17.如图所示,固定支架由水平绝缘细杆和竖直绝缘细杆组成。小球穿在上,小球通过轻绳连接在的点上。两小球静止时,轻绳水平,两球间的距离为且两球连线与的夹角。已知小球带等量异种电荷且均可视为点电荷,小球的质量均为,静电力常量为,重力加速度大小为,,。求:
(1)小球带的电荷量大小;
(2)对小球的摩擦力大小和支持力大小。
18.如图,倾角为的光滑斜面上用平行斜面的细线拴有带电小球A,地面上用杆固定带电小球B,AB在同一水平高度,且距离为L。已知A球质量为m,电量为。静电力常量为k。
(1)若细线对小球A无作用力,则B球带电种类,电荷量大小为多少?
(2)若斜面对小球A无作用力,则B球带电种类,电荷量大小为多少?
19.如图所示,质量为、电荷量为的带正电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个电荷量也为的带电小球固定于点的正下方,小球静止时与小球在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角,两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为,静电力常量为。则求:
(1)小球B的电性;
(2)细线的拉力大小;
(3)带电小球B在A处产生的电场强度的大小;
(4)绝缘细线的长度。
20.如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为q的负点电荷A固定在斜面底端,质量为m的带电小球B在斜面上离点电荷A距离为L的M点由静止释放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,小球B向下运动到N点时,速度达到最大值。已知重力加速度为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球B所带电的电性;
(2)小球B所带电量qB=?
(3)A、N之间的距离d=?
答案第10页,共12页
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库仑定律拔高练习卷
一、单选题
1.如图所示,水平天花板下方用短杆固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带电小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob<OC,若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.b球受到的绳子拉力逐渐增大
B.a球位置逐渐升高
C.b球带正电,点电荷对b球的库仑力不变
D.此过程中短杆对滑轮的作用力逐渐变大
【答案】D
【详解】A.开始时b球受力如图所示
b球受力平衡,根据三角相似则有
由于、Ob、OC均不变,则轻绳的拉力T不变,故A错误;
B.对a球分析可知
则整个过程中,a球始终处于平衡状态,即a球的位置不变,故B错误;
C.根据上述受力分析可知,a、b两球间的静电力为斥力,因此b球带正电,由于b球所带的电荷量缓慢减少,b球缓慢下摆,BC距离减小,结合上述式子可得
因此点电荷对b球的库仑力变小,故C错误;
D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为,大小不变,由于bC减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
故选D。
2.如图所示,质量均为的两橡胶球A、B都带有电量为的正电荷,其中B球放在台秤上的泡沫塑料凹槽中,A球用绝缘细线悬挂在点。两球心之间的距离为,两橡胶球所带电荷分布均匀,忽略泡沫塑料凹槽的重力,重力加速度为,静电力常量为,则台秤的示数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】一个均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同,本题两橡胶球所带电荷分布均匀,所以两橡胶球都可以看作是点电荷,两橡胶球之间的斥力,B球受到台秤的支持力
由牛顿第三定律得,台秤受到的压力
台秤的示数为。
故选A。
3.三个相同金属小球、、,其中、小球带电荷量分别为和(均可以视为点电荷),固定在距离为r的两个地方,此时它们之间的库仑力大小为F。现用不带电的金属小球先后与、小球接触之后,小球、之间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】初始库仑力大小为 。
不带电的小球 C 先与 A 接触,总电荷为 ,均分后 A 和 C 各带 。
随后 C(带 )与 B(带 )接触,总电荷为 ,均分后 B 和 C 各带 。
此时 A 带 ,B 带 ,新库仑力大小为 。
与原库仑力相比,,即 。
故选 D。
4.带有等量电荷的金属小球,相隔一定距离,(距离远大于小球的直径)两球之间的库仑力大小为。把一个小球的一部分电荷转移到另一个小球上,两球之间的库仑力变为,以下说法正确的是( )
A.若两小球带同种电荷,则 B.若两小球带异种电荷,则
C.若两小球带同种电荷,则 D.若两小球带异种电荷,则
【答案】C
【详解】AC.初始时,两球带等量电荷,设电荷量大小为。对于同种电荷(如均带正电或均带负电):初始库仑力
转移一部分电荷量() 后,一球电荷变为,另一球变为。
库仑力(因 )。
比较得,故,故A错误,C正确;
BD.对于异种电荷(如一正一负):
初始库仑力。
转移电荷量 �� 后,两球电荷量变为 �� − �� 和 − �� + �� 。此时两球电荷量的绝对值均减小为 ,库仑力变为,可知两球之间的库仑力减小,即,BD错误。
故选C。
5.如图所示,光滑绝缘半圆轨道内有两个可视为质点的带电小球A、B,其中B固定,A可自由滑动。初始时A球静止。现保持B小球带电量不变,使A小球所带电荷量缓慢变为原来的一半,在新位置达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.A、B小球一定都带负电荷 B.两小球间库仑力变为原来的一半
C.A小球带正电荷、B小球带负电荷 D.半圆形轨道对A小球的支持力变小
【答案】D
【详解】AC.带电小球静止在光滑半圆轨道 ,则两小球必定带同种电荷,但不能确定电性,故AC错误;
D.对球分析
电荷量减小,点沿着轨道往左下方移动,故增大,不变,则减小,故D正确;
B.电荷量减半,但间距也变小,故库仑力不可能减半,故B错误。
故选D。
6.如图所示,真空中三个质量相同、带电量均为的小球a、b、c(可视为质点),分别用长度相等的绝缘轻绳悬挂于天花板上的O点。平衡时,各小球之间的距离均为L,轻绳与竖直方向夹角的正弦值为。已知静电力常量为k,则每根轻绳的张力为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由于整个装置有对称性,三根绳上拉力大小相等,以a球为例进行分析,a球受到自身的重力、b球与c球对其的库仑力,以及绳的拉力共4个力的作用,其中两个库仑力在abc平面上,合力的大小为
再对a受力分析可如下图所示
其中,根据合成关系可知,绳的拉力为,故选D。
7.如图所示,真空中三个点电荷、、分别固定在边长为0.5m的等边三角形的顶点上,已知,所受静电力为。静电力常量,下列判断可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.根据题意,若
由库仑定律可得,受到、的库仑力大小分别为、
方向如图所示
由平行四边形定则可得,受到库仑力大小为,故A错误;
B.根据题意,若
由库仑定律可得,受到、的库仑力大小分别为、
方向如图所示
由平行四边形定则可得,受到库仑力大小为,故B正确;
C.根据题意,若
由库仑定律可得,受到、的库仑力大小分别为、
方向如图所示
由平行四边形定则可得,受到库仑力大小为,故C错误;
D.根据题意,若
由库仑定律可得,受到、的库仑力大小分别为、
方向如图所示
由平行四边形定则可得,受到库仑力大小为,故D错误。
故选B。
8.如图所示,两条不等长的细绳一端拴在同一点上,另一端分别拴两个带同种电的小球,电荷量分别为,,质量分别为,,两条细绳长分别为,,两小球处于同一水平面时恰好静止,两小球静止时细绳与竖直方向的夹角分别为,(),则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.因两球受到的库仑力是相互作用力,等大反向,则由平衡可得
可得
由分析可知,细绳与竖直方向之间的夹角大小与两个小球的带电量的大小无关,不能判断出电荷量的大小关系。故A正确,B错误;
CD.由几何关系可知
可得,,CD错误。
故选A。
9.如图所示,在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,将带电量均为的小球分别放置在等边三角形A、B、C的三个顶点上,现于三角形的中心D处放置一带电小球 ,使四个小球均处于静止状态,则D处所放置的带电小球的电荷量为( )
A. B. C. D.Q
【答案】D
【详解】三个顶点的小球均带正电,相互排斥,因此中心D处的小球必须带负电才能让所有小球平衡。以B点小球为研究对象受到AC点小球的库仑斥力作用,同时受到D点电荷的库仑引力作用,设等边三角形边长为, 根据受力平衡得
由几何关系
由于带负电,解得,故选D。
10.真空中两个相同的带异种电荷的金属小球A和B(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力大小为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,此时A、B之间的静电力大小变为F,则小球A最初的带电量和小球B最初的带电量的大小比值可能是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:1 D.4:1
【答案】C
【详解】设A最初带电量为,B最初带电量为(均为正数),根据库仑定律,初始静电力大小为
不带电小球C与A接触后,相同金属球电荷平分,A剩余电量为,C带电量为。
C再与B接触,异种电荷先中和再平分,B最终带电量的绝对值为。
此时A、B间静电力为,代入库仑定律
约去相同项后化简得
解得或
故选C。
二、多选题
11.如图所示,长为的绝缘轻绳一端固定于点,另一端栓接带电小球,轻绳与水平方向的夹角为。固定在点正下方的竖直绝缘轻杆上端栓接带电小球,、连心线与竖直方向的夹角为。、质量均为且始终保持静止,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.轻绳上拉力的大小为
B.、之间库仑力的大小为
C.若将轻绳剪断,剪断瞬间加速度的大小为
D.若轻绳缓慢缩短,缓慢移动的径迹为圆弧
【答案】BD
【详解】AB.对小球A受力分析,并建立如图所示的坐标系
根据平衡条件则有,沿x轴则有
沿y轴则有
联立解得
即轻绳上的拉力和A、B间的库仑力的大小均为,故A错误,B正确;
C.若剪断细线后,小球A受到重力和库仑力,其合力大小等于轻绳的拉力大小,方向相反,根据牛顿第二定律可得
解得小球A的加速度大小为,故C错误;
D.因为A受到的重力和库仑力的合力的方向始终沿轻绳方向,缓慢移动的过程中A处于动态平衡,合力为零,因此A的径迹为以O为圆心的圆弧,故D正确。
故选BD。
12.如图所示,同一直线上的三个点电荷a、b、c恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知a、b间的距离是b、c间距离r的2倍,a、b、c所带电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3。下列说法正确的是( )
A.若a、c带正电,则b带负电
B.若a、c带负电,则b带正电
C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9
D.三个点电荷的电荷量均变为原来的一半,b仍静止,a、c将会运动
【答案】ABC
【详解】AB.三个点电荷在同一直线上处于平衡状态,则一定满足“两同夹异,近小远大”原理,即两边的电荷电性相同和中间的电性相反,判断电量大小关系时,距离远的电量大于距离近的电量,故AB正确;
C.根据库仑定律和矢量的合成,已知q1、q2间的距离是q2、q3间的距离的2倍,则有
解得q1:q2:q3=36:4:9,故C正确。
D.三个点电荷的电荷量均变为原来的一半,即电量之比不变,则仍静止,a、b、c仍会都静止,故D错误。
故选ABC。
13.圆心在O点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上,带电量分别为+3q和+2q的小球甲、乙恰好静止在容器内壁A、B两点,AO、BO与竖直线的夹角分别是30°、60°。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两小球的质量之比为
B.甲、乙两小球所受弹力之比为
C.仅互换两小球的电荷量,平衡时两小球的位置将发生变化
D.固定乙小球,缓慢减小甲小球的电荷量,甲小球受到的弹力将逐渐减小
【答案】AD
【详解】AB.设两个小球的距离为r,两个小球连线与水平方向的夹角为θ,三角形OAB为等腰直角三角形,两个小球间的库仑力为F,则,
对甲小球根据平衡条件,
对乙小球根据平衡条件,
联立可得,,故A正确,B错误;
C.仅互换两小球的电荷量,两球间库仑力大小不变,根据上述平衡方程可知,平衡时两小球的位置不会发生变化,故C错误;
D.设AO与竖直线的夹角为α,AO与AB的夹角为β,固定乙小球,缓慢减小甲小球的电荷量,两球间库仑力减小,则甲球将沿容器向下移动,此时α角变小(α<30°),β角变大(β>45°),以甲球为研究对象,其受力分析图如图所示
根据三角形定则结合受力分析图可知,甲小球受到的弹力将逐渐减小,故D正确。
故选AD。
14.球心为,半径为的半球形光滑绝缘碗固定于水平面上,带电量为的小球甲固定在碗内壁的最低点,质量为的带电小球乙静止在碗内壁上的点,过、、的截面如图所示,之间的距离为。现缓慢增加甲球的电量,则乙球沿碗内壁缓慢向上运动到同一截面上与点等高的点。已知静电力常量为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.乙球带正电,电荷量为
B.乙球向上运动过程中,点的电势不变
C.当乙球刚运动到点时,甲球的电量为
D.乙球向上运动过程中,碗内壁对乙球的支持力大小不变
【答案】AD
【详解】ACD.因乙球受库仑斥力,根据同种电荷相互排斥,且甲球带正电,故乙球也带正电,乙球受重力、库仑斥力、碗对其支持力N,三力动态平衡
由合成法得力的矢量三角形与相似,故有
解得
碗对其支持力大小为不变
当乙球刚运动到点时,甲球的电量为
故AD正确,C错误;
B.根据点电荷的电势公式,乙球在运动过程中在点产生的电势不变,但甲球的电量增大,其在点产生的电势增大,故点的电势增大,故B错误。
故选AD。
15.如图所示,光滑绝缘的竖直墙面和斜面夹角,两个带电小球A、B分别处于竖直墙面和斜面上M、N点并处于平衡状态,O、M、N在同一竖直平面内,已知A球质量为m,电荷量为q,,静电力常量为k,重力加速度为g,则B球( )
A.质量为 B.质量为
C.电荷量为 D.电荷量为
【答案】AD
【详解】A球受力如下,画出库仑力与弹力的合力,由平衡条件得
由题意可得角度如图,库仑力
由库仑定律得
联立可得
B球受力如下,画出库仑力与重力的合力,夹角关系如图,由几何关系可得
由相互作用力可知
联立
故选AD。
三、解答题
16.如图所示,在三角形的三个顶点a、b、c处分别固定三个点电荷,a、b两处的点电荷都带正电,c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,已知a处点电荷所带的电荷量为,,。
(1)试判断c处点电荷的电性;
(2)求b处点电荷的带电荷量。
【答案】(1)带负电
(2)
【详解】(1)c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,可知c处点电荷受力如图所示
可知c处点电荷受到a、b处点电荷的库仑引力,由于a、b处点电荷带正电,所以c处点电荷带负电。
(2)由题图可得
又,,
联立解得b处点电荷的带电荷量为
17.如图所示,固定支架由水平绝缘细杆和竖直绝缘细杆组成。小球穿在上,小球通过轻绳连接在的点上。两小球静止时,轻绳水平,两球间的距离为且两球连线与的夹角。已知小球带等量异种电荷且均可视为点电荷,小球的质量均为,静电力常量为,重力加速度大小为,,。求:
(1)小球带的电荷量大小;
(2)对小球的摩擦力大小和支持力大小。
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)对小球B受力分析,由平衡条件可知在竖直方向上有
其中
解得
(2)对小球A受力分析,由平衡条件可知在水平方向上有
解得
竖直方向上有
联立解得
18.如图,倾角为的光滑斜面上用平行斜面的细线拴有带电小球A,地面上用杆固定带电小球B,AB在同一水平高度,且距离为L。已知A球质量为m,电量为。静电力常量为k。
(1)若细线对小球A无作用力,则B球带电种类,电荷量大小为多少?
(2)若斜面对小球A无作用力,则B球带电种类,电荷量大小为多少?
【答案】(1)正电,
(2)负电,
【详解】(1)若细线对小球A恰无拉力,依据同种电荷相斥,异种电荷相吸,及平衡条件可知球B对A有斥力,B带正电。根据库仑定律可知小球A与B之间库仑力的大小为
由平衡条件可知
解得
(2)若斜面对小球A无作用力,依据同种电荷相斥,异种电荷相吸,及平衡条件可知球B对A有引力,B带负电。根据库仑定律可知小球A与B之间库仑力的大小为
若斜面对A球支持力刚好为零,则有
解得
19.如图所示,质量为、电荷量为的带正电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个电荷量也为的带电小球固定于点的正下方,小球静止时与小球在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角,两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为,静电力常量为。则求:
(1)小球B的电性;
(2)细线的拉力大小;
(3)带电小球B在A处产生的电场强度的大小;
(4)绝缘细线的长度。
【答案】(1)带正电
(2)2mg
(3)
(4)
【详解】(1)对A受力分析得两球之间为静电斥力,则小球B为正电荷。
(2)对小球A受力分析可知
解得细线的拉力
(3)对小球A受力分析可知
解得带电小球B在A处产生的电场强度的大小
(4)由
解得绝缘细线的长度
20.如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为q的负点电荷A固定在斜面底端,质量为m的带电小球B在斜面上离点电荷A距离为L的M点由静止释放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,小球B向下运动到N点时,速度达到最大值。已知重力加速度为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球B所带电的电性;
(2)小球B所带电量qB=?
(3)A、N之间的距离d=?
【答案】(1)带负电
(2)
(3)
【详解】(1)由于小球B向下运动到N点时,速度达到最大值,说明此时电场力与重力沿斜面向下的分力平衡,A带负电,则小球B也带负电。
(2)释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,
根据牛顿第二定律可得
解得
(3)小球B向下运动到N点时,速度达到最大值,根据平衡条件可得
解得
答案第10页,共12页
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