如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球 A ,将质量为 、带电荷量为 的小球 用轻质绝缘丝线悬挂在 的正上方 处,丝线 长度为 , A 、 C 两点间的距离为 。当小球 B 静止时,丝线与竖直方向的夹角 ,带电小球 A 、 B 可视为质点,重力加速度为 。下列说法正确的是( )
A .两小球之间的距离为 B .丝线对小球 的拉力为
C .两小球之间的库仑斥力为 D .小球 的带电荷量为
D
【详解】 A .由题意可知
所以 AB 与 BC 垂直,两小球之间的距离为
故 A 错误;
BC .对小球 B 进行受力分析,由平衡条件得,丝线对小球 B 的拉力为
两小球之间的库仑斥力为
故 BC 错误;
D .由 可得,小球 A 的带电荷量为
故 D 正确。
故选 D 。
如图所示,真空中有三个点电荷 a 、 b 和 c 分别固定在直角三角形的三个顶点上,三角形的边长分别为 cm , cm , cm ,点电荷 a 所受库仑力的合力方向垂直于 a 、 c 连线, b 、 c 所带电荷量的比值的绝对值为 n ,下列说法可能正确的是( )
A . a 、 b 为同种电荷, B . a 、 b 为异种电荷,
C . a 、 c 为同种电荷, D . a 、 c 为同种电荷,
B
【详解】
若点电荷 a 所受库仑力的合力方向垂直于 a 、 c 连线向右,点电荷 a 的受力情况如图所示,根据电荷相互作用规律可知 a 、 b 为异种电荷, a 、 c 为同种电荷;
若点电荷 a 所受库仑力的合力方向垂直于 a 、 c 连线向左,根据电荷相互作用规律可知 a 、 b 为同种电荷, a 、 c 为异种电荷。
对 a 受力分析在竖直方向有
解得
b 、 c 所带电荷量的比值的绝对值为
故 B 正确, A 、 C 、 D 错误。
故选 B 。
如图所示,空间中有两个固定的等量正点电荷,两电荷的连线处于水平方向, O 为连线的中点, P 、 M 为连线的中垂线上的两点,且 PO=OM=h 。现将一带负电的小球从 P 点静止释放,重力加速度为 g ,下列说法正确的是( )
A .从 P 到 O 的过程中,小球的电势能一直增大
B .从 P 到 O 的过程中,小球的加速度一直增大
C .从 P 到 M 的过程中,小球的机械能先增大后减小
D .到达 M 点时,小球的速度为
C
【详解】 A .两个等量的正点电荷,其连线中垂线 PO 上电场强度方向为 O → P ,带负电的小球从 P 点到 O 运动的过程中,电场力方向为 P → O ,从 P 到 O 的过程中电场力做正功,小球的电势能减小,故 A 错误;
B .两个等量的正点电荷,其连线中垂线上 O 点场强为零,无穷远处场强为零,从 O 点至无穷远,电场强度先增大后减小,所以,从 P 到 O 的过程中,电场强度大小变化情况不确定,则小球所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况不确定,故 B 错误;
C .小球从 P 到 O 的过程中电场力做正功,根据功能关系可知,小球的机械能增加;小球从 O 到 M 的过程中,由于电场强度的方向为 O → M ,则小球受到电场力方向 M → O ,从 O 到 M 电场力做负功,根据功能关系可知小球的机械能减少,所以,从 P 到 M 的过程中,小球的机械能先增大后减小,故 C 正确;
D .根据两个等量的正点电荷中垂线上电场的对称性可知, P 与 M 两点的电势相等,则小球在这两点的电势能相等,故小球从 P 到 M 的过程中,电场力做功为零,由动能定理得
解得
故 D 错误。
故选 C 。
如图所示,匀强电场场强的大小为 E ,方向与水平面的夹角为 θ ( ),场中有一质量为 m 、电荷量为 q 的带电小球,用长为 L 的绝缘细线悬挂于 O 点,当小球静止时,细线恰好水平。现用一外力将小球缓慢拉至竖直方向最低点,小球电荷量保持不变,在此过程中( )
A .该外力所做的功为
B .该外力所做的功为 m g L tan θ
C .带电小球的电势能增加
D .带电小球的电势能增加 q E L ( sin θ + cos θ )
D
【详解】 CD .小球在水平位置静止,由共点力的平衡可知
则
小球从最初始位置移到最低点时,电场力所做的功
因电场力做负功,所以电势能增加
D 正确, C 错误;
AB .由动能定理可知
即
AB 错误。
故选 D 。
下列说法正确的是( )
A .在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零
B .负电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向
C .摩擦起电时,物体带正电荷是因为在摩擦过程中此物体失去了电子
D .等量的正、负电荷可以中和,说明电荷是可以被消灭的
C
【详解】 A .空间某点的电场强度由场源电荷与该点到场源电荷的间距有关,与该点放不放电荷无关,故 A 错误;
B .负电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点的电场强度方向相反,故 B 错误;
C .摩擦起电时,物体带正电荷是因为在摩擦过程中此物体失去了电子,故 C 正确;
D .等量的正、负电荷可以中和,只是整体不显电性,不是电荷消失,故 D 错误。
故选 C 。
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