3、在力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用．處理的關(guān)鍵是把夸克類(lèi)比為點(diǎn)電荷，從而利用庫(kù)侖定律來(lái)求解．對(duì)各個(gè)夸克進(jìn)行受力分析，結(jié)合庫(kù)侖定律、力的合成與分解，容易確定正確選項(xiàng)B.
答案：B
圖4
3．如圖4所示，a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球，現(xiàn)用兩根絕緣細(xì)線將它們懸掛于真空中同一點(diǎn)．已知兩球靜止時(shí)，它們離水平地面的高度相等，線與豎直方向的夾角分別為α、β，且α<β.現(xiàn)有以下判斷，其中正確的是( )
A．a(chǎn)球的質(zhì)量一定大于b球的質(zhì)量
B．a(chǎn)球的電荷量一定大于b球的電荷量
C．若同時(shí)剪斷細(xì)線，則a、b兩球構(gòu)成的系統(tǒng)在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒
D．若同時(shí)剪斷細(xì)線，則a、b兩球在相同時(shí)刻相對(duì)地面的高度相同
解
4、析：對(duì)a、b進(jìn)行受力分析，每個(gè)小球均受重力mg、線的拉力FT和a、b兩球的靜電斥力F，三力平衡．由庫(kù)侖定律F＝
k可知a球的電荷量與b球的電荷量多少無(wú)法比較；已知α<β，由平衡條件magtanα＝mbgtanβ，可得ma>mb；下落過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)兩小球做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒．同時(shí)剪下細(xì)線后，a、b兩小球在豎直方向做初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)刻對(duì)地面高度相同．
答案：AD
圖5
4．如圖5所示，已知帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA＝OB，都用長(zhǎng)L的絲線懸掛在O點(diǎn)．靜止時(shí)A、B相距為d.為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2，可采用以下哪些方法( )
5、A．將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來(lái)的2倍
B．將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的8倍
C．將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半
D．將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍
圖6
解析：由B的共點(diǎn)力平衡圖知＝，而F＝，可知d＝，故選項(xiàng)B、D正確．
答案：BD
圖7
5．圖7中a、b是兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們的電荷量分別為Q1、Q2，MN是ab連線的中垂線，P是中垂線上的一點(diǎn)．下列哪種情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)
A．Q1、Q2都是正電荷，且Q1|Q2|
C．Q1是負(fù)電荷，Q2是正電荷，且|Q
6、1||Q2|
解析：電場(chǎng)中某點(diǎn)正電荷的受力方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，由此可以設(shè)想在P點(diǎn)放置一個(gè)正的點(diǎn)電荷，分析該點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力情況即可．根據(jù)力的矢量合成，利用平行四邊形合成定則，B選項(xiàng)中電場(chǎng)力的合成方向指向MN右側(cè)，所以排除B.
答案：ACD
圖8
6．如圖8所示，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)里，用絕緣細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng)，以下四種說(shuō)法中正確的是( )
A．帶電小球可能做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)
B．帶電小球可能做變速率圓周運(yùn)動(dòng)
C．帶電小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力一定最小
D．帶電小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力有可能最
7、小
解析：如果小球的電場(chǎng)力向上，且和重力大小相等，則小球只受細(xì)線的拉力作用，小球做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，A正確；只要重力和電場(chǎng)力沒(méi)有平衡掉，其合力為定值，合力在小球運(yùn)動(dòng)的切線方向會(huì)有分力，即小球做變速率圓周運(yùn)動(dòng)，B正確；當(dāng)重力和電場(chǎng)力的合力向上時(shí)，小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最小，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最大；當(dāng)重力和電場(chǎng)力的合力向下時(shí)，小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最大，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最小，C錯(cuò)誤．正確選項(xiàng)是A、B、D.
答案：ABD
圖9
7．如圖9所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的一帶電小球由靜止釋放，如果帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為θ，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)
8、強(qiáng)大小是( )
A．惟一值是 B．最大值是
C．最小值是 D．以上都不正確
圖10
解析：帶電小球在電場(chǎng)中受到重力mg和電場(chǎng)力qE的作用，這兩個(gè)力的合力在小球運(yùn)動(dòng)軌跡的直線上．從題目給出的已知條件只能確定重力mg的大小、方向和合力的方向，而電場(chǎng)力的大小和方向均不能確定，這實(shí)際是一個(gè)不定解問(wèn)題．由平行四邊形定則可知，依據(jù)一個(gè)分力(mg)的大小、方向和合力的方向，可以做無(wú)數(shù)多個(gè)平行四邊形，電場(chǎng)力不可能只有惟一值，如圖10所示，在這無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形中，mg是一個(gè)固定的邊，其另一個(gè)鄰邊qE只有與合力F垂直時(shí)才能取最小值，且qE＝mgsinθ，但沒(méi)有最大值，故正確選項(xiàng)是C.
答案
9、：C
圖11
8．如圖11所示，豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣，兩個(gè)帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面上，且處于同一豎直平面內(nèi)，若用圖示方向的水平推力F作用于小球B，則兩球靜止于圖示位置．如果將小球B向左推動(dòng)少許，待兩球重新達(dá)到平衡時(shí)，則兩個(gè)小球的受力情況與原來(lái)相比( )
A．推力F將增大
B．豎直墻面對(duì)小球A的彈力減小
C．地面對(duì)小球B的彈力一定不變
D．兩個(gè)小球之間的距離增大
解析：由整體法可知地面對(duì)B的支持力不變，C正確；因A、B間的庫(kù)侖力與豎直方向的夾角的減小，則A、B間的庫(kù)侖力是減小的，由庫(kù)侖定律可知A、B間距離增大，對(duì)A進(jìn)行受力分析可知，水平方向
10、墻面對(duì)小球A的彈力減小，B正確．
答案：BCD
二、計(jì)算題(3×12′＝36′)
9．如圖12甲所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，與豎直方向成α角．一個(gè)帶負(fù)電荷的小球，電荷量為q，質(zhì)量為m，用細(xì)線系在豎直墻面上，恰好靜止在水平位置，求場(chǎng)強(qiáng)的大?。?
圖12
解析：小球受力情況如圖12乙所示，設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得qEcosα＝mg，所以E＝
答案：E＝
圖13
10．(2020·鎮(zhèn)江模擬)如圖13所示，正電荷Q放在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在以Q為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c三點(diǎn)，將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn)，它受到的電場(chǎng)力正好為零，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向如何？b、c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小
11、和方向如何？
解析：勻強(qiáng)電場(chǎng)E＝，方向向右；在b點(diǎn)兩個(gè)電場(chǎng)方向相同，合成Eb＝2；在c點(diǎn)兩個(gè)電場(chǎng)方向互為90°夾角，合成Ec＝.方向與E的方向成45°角．
答案：見(jiàn)解析
圖14
11．(2020·深圳模擬)豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時(shí)，小球恰好平衡，如圖14所示．求：
(1)小球帶電量是多少？
(2)若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？
解析：(1)由于小球處于平衡狀態(tài)，對(duì)小球受力分析如圖15所示，F(xiàn)sinθ＝qE ①，F(xiàn)cosθ＝mg?、?由①/②得：tanθ＝qE/mg，q＝mgtanθ/E
圖15
(2)由第(1)問(wèn)中的方程②知F＝mg/cosθ，而剪斷絲線后小球所受的電場(chǎng)力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場(chǎng)力的合力等于mg/cosθ，小球的加速度a＝g/cosθ，小球由靜止開(kāi)始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板時(shí)，它經(jīng)過(guò)的位移為x＝b/sinθ，
又由x＝at2得t＝＝＝
答案：q＝ t＝
【紅對(duì)勾】2020高考物理 電場(chǎng)力的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)
