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17.如图所示,光滑绝缘、相互垂直的固定挡板PO、OQ竖直放置于匀强电场E中,场强方向水平向左且垂直于挡板PO.图中 A、B两球(可视为质点)质量相同且带同种正电荷.当A球受竖直向下推力F作用时,A、B两球均紧靠挡板处于静止状态,这时两球之间的距离为L.若使小球A在推力F作用下沿挡板PO向O点移动一小段距离后,小球A与B重新处于静止状态.在此过程中(  )
A.OQ对B球的弹力将增大B.A球对B球作用的静电力将减小
C.墙壁PO对A球的弹力不变D.力F将减小

分析 先以B球为研究对象,分析受力情况,平衡条件分析A球对B球作用的静电力如何变化.再对A球体进行研究,由平衡条件分析墙壁PO对A球的弹力如何变化和力F的变化.

解答 解:B球受力如图1所示,A球受力如图2所示:

B、对B球,由平衡条件得,水平方向有:qE=F1cosα   ①,当小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,α减小,cosα增大,而q、E不变,则F1减小,即A球对B球作用的静电力减小,故B正确;
A、对球B,由平衡条件得,竖直方向,N1=G1+F1sinα,当小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,α减小、F1减小、G1不变,则N1减小即OQ对B球的弹力将减小,故A错误;
C、对球A,由平衡条件得,水平方向有:N2=qE+F1cosα ②竖直方向有:F+G=F1sinα ③,将①代入②得:N2=2qE,则知墙壁PO对A球的弹力不变,故C正确;
D、对球A,由平衡条件得,在竖直方向有:F+G=F1sinα,则:F=F1sinα-G,当小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,α减小、F1减小、G不变,则F减小,故D正确;
故选:BCD.

点评 本题是动态平衡问题,采用隔离法进行研究,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件得到表达式是分析的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.如图,间距l=0.4m的光滑平行金属导轨电阻不计,与水平面夹角θ=30°.正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直于斜面.甲、乙两金属杆电阻R相同、质量均为m=0.02kg,垂直于导轨放置.起初,甲金属杆处在磁场的上边界ab上,乙在甲上方距甲也为l处.现将两金属杆同时由静止释放,并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F,使甲金属杆始终以a=5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动,已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,取g=10m/s2(  )
A.甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s
B.每根金属杆的电阻R=0.12Ω
C.乙金属杆在磁场运动过程中回路的电流为2.5A
D.乙金属杆在磁场运动过程中安培力功率是0.1W

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

8.如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计.用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m.在导轨的NN’和OO’所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=$\frac{\sqrt{3}}{4}$,此区域外导轨是光滑的.电动小车沿PS方向以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置.(g取10m/s2)求:

(1)请问滑杆AA’滑到OO’位置时的速度是多大?
(2)若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度?
(3)若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动.)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

5.如图所示,一带负电小球质量m=0.4kg,用长度L=1m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角,且θ=37°,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10m/s2
(1)求小球所受的电场力的大小F.
(2)若仅将电场强度大小突然减小为原来的$\frac{1}{3}$,求小球摆到最低点时的速度大小.

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12.如图所示,一质量为所、电荷量为q的带正电小球(可看做质点) 从y轴上的A点以初速度υ0水平拋出,两长为L的平行金属板M、NV倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ=37°.
(1)若带电小球恰好能垂直于M板从其中孔及进入两板间,试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度υ0
(2)若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场,且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上. (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(重力加速度为g)

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2.如图,匀强电场中,直线MN垂直于电场线,A、B在同一条电场线上,C在MN上,则(  )
A.C点电势比A点电势高
B.C点电场强度为零
C.A、B两点的电势相等
D.电子沿A向B的方向移动,电势能增加

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9.如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的匀强电场后,系统开始运动.已知MN、PQ间电势差为U.不计A,B两球间的库仑力,两球均视为点电荷.试求:
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(3)带电系统从静止开始向右运动的最大距离.

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6.在匀强电场中,将一电荷量为3×10-5 的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.06J.已知A、B两点间距为4cm,两点连线与电场方向成60°角,求:
(1)在电荷由A点移到B点的过程中,电场力做的功WAB
(2)A、B两点间的电势差UAB
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7.关于质点的描述,下列说法中正确的是(  )
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