9.5 专题一：静电力作用下的平衡（课中练习）-高中物理人教版（2019）必修第三册高二上学期课前课中课后同步试题精编.docx

1、第九章专题一：静电力作用下的平衡 课中练一、非共线力作用下带电体的平衡【例题】1. 两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为+Q的小球a、b，并悬挂在O点当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为=30，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为（ ）A. B. C. D. 【课堂练习】2. 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质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零则A. B球和C球都带负电荷 B. B球带负电荷，C球带正电荷C. B球和C球所带电量一定相等 D. B球和C球所带电量不一定相等

2、【例题】3. 如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30g，则B带电荷量是多少？（取g10 m/s2，小球A、B视为点电荷，k9.0109 Nm2/C2）【课堂练习】4. 如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OAOB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为，可采用以下哪些方法（）A. 将小球A、B的质量都增大到原来的2倍B. 将小球B的质量增大到原来的8倍C. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来

3、的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍5. 如图所示PO为光滑绝缘竖直墙壁、OQ为光滑绝缘水平地面，地面上方有一水平向左的匀强电场E，带正电荷的A、B两小球(可视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态，这时两球之间的距离为L.若在小球A上加竖直推力F，小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，适当移动B球，小球A与B重新处于静止状态，则与原来比较(两小球所带电荷量保持不变)()A. A球对竖直墙壁的作用力不变B. 两球之间的距离一定增大C. A球对B球作用的静电力增大D. 地面对B球的弹力不变二、同一直线上带电体的平衡【例题】6. 如图所示，带电荷量分别为q和4q的两点电荷A、B，相距L，问：

4、(1)若A、B固定，在何处放置点电荷C，才能使C处于平衡状态？(2)在(1)中的情形下，C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗？(3)若A、B不固定，在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？【课堂练习】7. 两个可自由移动的点电荷分别在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则（）A. Q3为负电荷，且放于A左方B. Q3为负电荷，且放于B右方C. Q3为正电荷，且放于A与B之间D. Q3为正电荷，且放于B右方8. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c

5、（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（）A. a对b的静电力一定是引力B. a对b的静电力可能是斥力C. a的电荷量可能比b少D. a的电荷量一定比b多9. 如图，有三个点电荷的电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3，三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下均处于平衡状态，除静电力之外不考虑其他力的作用，并且q1、q2间的距离小于q2、q3间的距离，则q1、q2、q3所必须满足的关系为（）A. q1与q3是同种电荷，且与q2为异种电荷B. q2q1q3C. q1q3q1q2q2q3D. 参考答案1. A【详解】对小球进行受力分析，如图所示：设绳

6、子对小球的拉力为T，根据平衡条件，结合三角知识，可得：，根据库仑定律得，小球在水平方向受到库仑力的大小为：，解得：，故A正确，BCD错误2. AC【详解】B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态；则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧；则可知B、C都应带负电；故A正确、B错误；由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同；故C正确，D错误；故选AC点睛：库仑定律考查一

7、般都是结合共点力平衡进行的，因此解题的关键在于做出受力分析图，明确库仑力的方向；则可利用共点力的平衡条件进行解答3.【答案】1.0106 C【详解】因为B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为L。依据题意可得tan 30解得cm对B进行受力分析如图所示，依据物体平衡条件解得静电力为Fmgtan303010310N0.3 N由q1q2q依据库伦定律有代入数据解得q=1.0106C4. BD【详解】如图所示，B受重力、丝线的拉力及库仑力，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等、方向相反，由几何关系可知而库仑力F=，即=有mgd3=kQAQBL则d=要使d变为，

8、可以将小球B的质量增大到原来的8倍而保证上式成立，或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍，也可保证等式成立故选BD。5. AC【详解】AD受力分析如图所示若把AB两小球看作一个整体，AB之间的相互作用力可以看作是内力，在没有施加力F时，物体在水平方向受电场力和墙壁对小球A的弹力，竖直方向受重力和水平面对球B的弹力，有FNA=2qE，FNB=GA+GB当施加力F重新平衡时，有FNA=2qE，FNB=F+GA+GB可以看得出施加F重新平衡后，竖直墙壁对球A的弹力没有变，根据作用力与反作用力，即球A对墙壁的作用力没有变，水平面对球B的弹力增大了，故A正确，D错误

9、；BC设AB两球连线与水平方向的夹角为，没有施加F时，对B球有F静cos=qE对A球有F静sin=GA得施加力F之后，有得可以比较由夹角关系，可知AB之间的距离变小了，那么之间的静电力变大了，故B错误，C正确6.【答案】(1)C与A相距处；(2) 无影响；(3)在AB连线上在A的右边，与点电荷A相距处放置一个电荷量为的负电荷【详解】(1)由平衡条件，对C进行受力分析，C应在AB的连线上且在A、B之间，设C与A相距r，则解得(2)距离A为处，不论C为正电荷还是负电荷，A、B对其作用力的合力均为零，故C的电荷量大小和电性对其平衡无影响。(3)若将C放在A、B电荷两边，A、B对C同为向左（或向右）的

10、力，C都不能平衡；若将C放在A、B之间，C为正电荷，则A、B都不能平衡，所以C为负电荷。设放置的点电荷的电荷量大小为Q，与A相距r1，分别对A、B受力分析，根据平衡条件，对电荷A对电荷B联立可得 （负电荷）即应在AB连线上在A的右边，与点电荷A相距处放置一个电荷量为的负电荷。7. A【详解】假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立，设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小由于，所以所以Q3位于Q1的左方，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电。故选A。8. AD【详解】AB根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，故A正确，B错误；CD根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此a的电量一定比b多，故C错误，D正确。故选AD。9. ABD【详解】AB根据三个共线点电荷平衡的规律“两大夹小”“两同夹异”“近小远大”，故AB正确；CD根据库仑定律和平衡条件有解得故C错误，D正确。故选ABD。