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7.如图所示,A、B、C为放置在光滑水平面上的三个带电小球,其中B与C之间用长为L的绝缘轻质细杆相连(L远远大于小球的直径),现在三个小球都恰好处于静止状态.已知小球B的带电量为-q,小球C的带电量为+9q,则以下判断正确的是(  )
A.小球A的带电量一定为+$\frac{9q}{4}$
B.轻质细杆一定处于被拉伸状态
C.小球A与B之间的距离一定为$\frac{L}{2}$
D.若将A向右平移一小段距离,释放后A一定向左运动

分析 AC、根据球A受力平衡列式分析;
C、对球B受力分析后列式分析;
D、若将A向右平移一小段距离,球B、球C对其的静电力均增加,但球B的静电力增加更快,根据牛顿第二定律分析.

解答 解:AC、小球A受力平衡,根据平衡条件,有:
$\frac{k{q}_{A}q}{{x}^{2}}=\frac{k{q}_{A}(9q)}{(L+x)^{2}}$
解得:
x=$\frac{L}{2}$
qA可以为任意值;
故A错误,C正确;
B、对球B,球A、球C的静电力的合力为:
F=$\frac{k{q}_{A}q}{{x}^{2}}-\frac{k(9q)q}{{L}^{2}}$
由于不知道球A的带电量,故无法确定球A、球C的静电力的合力是否为零,故杆可能是拉力、支持力、没有力,故B错误;
D、球A在原来的位置是平衡的,若将A向右平移一小段距离,球B、球C对其的静电力均增加,但球B的静电力增加更快,故释放后A一定向右运动;故D错误;
故选:C

点评 本题电荷较多,关键是选择研究对象后结合平衡条件和库仑定律列式分析,注意从平衡位置向右靠近时,球B的静电力增加更快,不难.

练习册系列答案
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A.斜面体对物块A的摩擦力一直增大B.地面对斜面体的支持力一直增大
C.地面对斜面体的摩擦力一直增大D.地面对斜面体的支持力保持不变

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(1)为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在AB (选填“AB”或“BC”)之间.
(2)请用笔画线代替导线,在如图中正确连接电路元件.
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A.cos3α=$\frac{q}{8Q}$B.cos3α=$\frac{{q}^{2}}{{Q}^{2}}$C.sin3α=$\frac{Q}{8q}$D.sin3α=$\frac{{Q}^{2}}{{q}^{2}}$

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12.在抗震救灾中常常利用悬停直升机向灾区空投救灾物资(如图甲).对于医药救灾物资只能从不高于h=20m处自由释放才能安全着地,实际一些灾区往往地处深山峡谷,直升机能够安全悬停的高度比h要高得多,直接空投会造成损失.为解决这一问题,“我爱发明”研究小组设计了一台限速装置,不论从多高处释放物资,最终都能以安全速度着地.该装置简化工作原理如图乙所示,竖直绝缘圆盘可以绕圆心O自由转动,其上固定半径分别为r1=1m和r2=0.5m的两个同心金属圆环,连接两圆环的金属杆EF的延长线通过圆心O,足够长的不可伸长的轻质细绳一端缠绕在大金属圆环上,另一端通过光滑滑轮挂救灾物资,圆环上的a点和b点通过电刷连接一可调电阻R,两圆环之间区域存在垂直于圆盘平面向内的匀强磁场,磁感应强度B=40T.(细绳与大金属圆环间没有滑动,金属杆、金属圆环、导线及电刷的电阻均不计,空气阻力及一切摩擦均不计,重力加速度g=10m/s2

(1)求医药物资能安全着地的最大速度;
(2)利用该装置使医药物资以最大安全速度匀速下降,求此时电阻R两端的电势差;
(3)若医药物资的质量m=60kg,应如何设置可调电阻R的阻值?
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