F库mgkQ2L2-R2C错误;2=,而F库=,解得Q=
L3L-R2RmgL3,故B正确,D错误. kR
答案:AB
[B组·能力题]
一、选择题
9.(2017·湖北武汉武昌区元月调研)如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,在圆心O产生的电场强度大小为E.现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变,则下列判断正确的是( )
A.移至c点时,O点的电场强度大小仍为E,沿Oe方向 B.移至b点时,O点的电场强度大小为
3
E,沿Oc方向 2
C.移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向
2D.移至f点时,O点的电场强度大小为
3
E,沿Oe方向 2
E解析:由题意可知,等量正、负点电荷在O处的电场强度大小均为,方向水平向右.当
2将放于a点的正点电荷移至c点时,两点电荷在该处的电场强度方向夹角为120°,则O处的合电场强度大小为,方向沿Oe,故A错误,同理,当将放于a点的正点电荷移至b点时,
2
EEE3
O点的合电场强度大小为E′=cos 30°×2=E,方向沿Od与Oe的角平分线,故B错
2
2
误;当将放于a点的正点电荷移至e点时,正电荷产生的场强为,沿Ob方向,负电荷产生
2的场强为,沿Od方向,二者成120°角,合场强为,沿Oc方向,C正确;当将放于a点
22的正点电荷移至f点时,O点的电场强度大小为
答案:C
10.(2016·河南郑州二模)如图所示,带电体P、Q可视为点电荷,电荷量相同.倾角为θ,质量为M的斜面体放在粗糙水平面上,将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上,
3
E,沿Oc和Od的角平分线方向,D错误. 2
EEE当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时,P静止且受斜面体的摩擦力为0,斜面体保持静止,静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A.P、Q所带电荷量为 B.P对斜面的压力为0
C.斜面体受到地面的摩擦力为0 D.斜面体对地面的压力为(M+m)g
解析:以P为研究对象,分析P受力如图所示,由平衡条件得F=mgtan
mgktan θ
r2
kq2
θ,N=,由库仑定律得F=2,联立解得q=
cos θrmgmgr2tan θ
,A错k误;由牛顿第三定律得P对斜面的压力与N等大反向,不为零,B错误;分析物体P和斜面体整体受力,易知地面对斜面的静摩擦力f=F=mgtan θ,地面对斜面体的支持力N′=(M+m)g,所以C错误,D正确.
答案:D 二、非选择题
11.(2017·山东济南期中联考)长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点另外固定一个正电荷时,如果小球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍,现将小球拉至图中B处(θ=60°),放开小球让它摆动,问:
(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少? (2)小球摆回到A处时悬线拉力为多少?
解析:(1)小球静止在A处受三个力作用:重力mg、静电力F和细线拉力F拉.由受力平衡和库仑定律有
QqF拉=F+mg,F=k2,F拉=2mg,
LmgL2
联立解得q=. kQ(2)小球摆回的过程只有重力做功,所以机械能守恒,规定最低点为零势能点,则mgL(112
-cos θ)=mv,
2
由牛顿第二定律和圆周运动规律得
v2
F拉′-mg-F=m,
L由(1)知静电力F=mg,联立解得F拉′=3mg.
mgL2
答案:(1) (2)3mg
kQ12.(2017·山东诸城质检)如图所示,用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中,三个带电小球的质量相等,A球带正电.平衡时三根绝缘细线都是伸直的,但拉力都为零.
(1)指出B球和C球分别带何种电荷;
(2)若A球带电荷量为Q,则B球的带电荷量为多少?
(3)若A球带电荷量减小,B、C两球带电荷量保持不变,则细线AB、BC上的拉力分别如何变化?
解析:(1)三根细线上无作用力,B球受重力和A、C对其的库仑力;C球受重力和B、A对其的库仑力.对B球受力分析如图所示.根据两球的受力情况可知,B、C带同种电荷,且都带负电.
(2)由B受力平衡可得=. 2
(3)若A的电荷量减小,以B球为例:受重力、C对B的库仑斥力FCB、A对B的库仑引力F′AB和细线AB上的拉力TAB,根据竖直方向受力平衡可知,F′AB和TAB的合力与原来FAB相同,所以F′AB和TAB的水平分力与FCB平衡,则线BC上仍然没有弹力.所以当A的电荷量减小时,A对B、C的库仑力减小,则线AB、AC上的拉力变大(原来为零).B、C间的距离不变,线BC上的拉力不变,仍然为零.
答案:(1)B、C都带负电荷 (2) (3)AB上的拉力变大,BC上的拉力不变
2
kQqBkqCqBQ60°=2,则qC=,由对称性知qB=qC2cos rr2
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