高考物理模型專練與解析模型20帶電小球的平衡問題（學生版）

20帶電小球的平衡問題1．如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質及位置應為()A．正，B的右邊0.4m處 B．正，B的左邊0.2m處C．負，A的左邊0.2m處 D．負，A的右邊0.2m處2．如圖所示，用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中，三個帶電小球質量相等，A球帶負電，平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零，則()A．B球和C球都帶負電荷 B．B球帶正電荷，C球帶負電荷C．B球帶負電荷，C球帶正電荷 D．B球和C球都帶正電荷3．兩個大小相同的小球帶有同種電荷，(可看作點電荷)，質量分別為和，帶電量分別為和，用絕緣線懸掛后，因靜電力而使線張開，分別與豎直方向成夾角和，且兩球同處一水平線上，如圖所示，若，則下述結論正確的是()A．必須同時滿足，B．一定滿足C．一定等于D．一定等于4．豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣，小球A?B帶有同種電荷，用指向墻面的水平推力F作用于小球B，兩球分別靜止在豎直墻面和水平地面上，如圖所示。若將小球B向左推動少許，當兩球重新達到平衡時，與原來的平衡狀態(tài)相比較()A．推力F變大B．豎直墻面對小球A的彈力變小C．地面對小球B的支持力變大D．兩個小球之間的距離不變5．如圖所示，位于同一直線上的三個帶電小球(均可視為點電荷)A、B、C，只受到彼此間庫侖力的作用。若A、C處于靜止狀態(tài)，則B球()A．一定靜止 B．可能向A球運動C．可能向C球運動 D．可能和A球帶同種電6．如圖甲所示，帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，細線的長為L，O點正下方L處固定一帶電的小球B，由于庫侖力的作用，細線與豎直方向的夾角θ=30°，這時A球的帶電量為q1；如果將A球的帶電量改為q2，且改變細線的長，使A與B在同一水平線上，這時細線與豎直方向的夾角也為θ=30°，如圖乙所示，不計小球的大小，B球的帶電量保持不變，則為()A．1 B． C． D．7．如圖所示，一質量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質細線懸掛于天花板上的O點，在O點的正下方距離為l處的絕緣支架上固定一個帶與A同種電荷的小球B，兩個帶電小球都可視為質點。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設絲線中拉力為T，小球A所受庫侖力為F，設F和T的合力為F0，重力加速度為g，則()A． B．F=mg C． D．F0=2mg8．質量分別為m1、m2的A、B兩小球分別帶電荷量為q1和q2的同種電荷，它們用等長的細線吊在同一點O，使A球靠在豎直光滑墻上，A球的細線l1沿豎直方向，由于靜電斥力的作用，B球的細線l2與豎直方向成θ角，A、B均處于靜止狀態(tài)，如圖所示。由于某種原因，B球的帶電荷量q2逐漸減少，于是兩細線之間的夾角θ也逐漸減小。在θ逐漸減小的過程中，關于l1、l2中的張力T1、T2的變化是()A．T1變小，T2不變 B．T1不變，T2變小C．T1、T2均變小 D．T1、T2均不變9．光滑絕緣水平面上相距為L的點電荷A、B帶電荷量分別為+4q和-q，如圖所示，今引入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量和放置的位置是()A．-q，在A左側距A為L處 B．-2q，在A左側距A為處C．+4q，在B右側距B為L處 D．+2q，在B右側距B為處10．在豎直平面內固定一半徑為R的金屬細圓環(huán)，質量為m的金屬小球(視為質點)通過長為L的絕緣細線懸掛在圓環(huán)的最高點。當圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q(未知)時，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖所示。已知靜電力常量為k。則下列說法中正確的是()A．電荷量B．電荷量Q＝C．線對小球的拉力D．線對小球的拉力11．如圖所示，金屬板帶電量為＋Q，質量為m的金屬小球帶電量為＋q，當小球靜止后，懸掛小球的絕緣細線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L。下列說法正確的是()A．＋Q在小球處產生的場強為E1＝B．＋Q在小球處產生的場強為E1＝C．＋q在O點產生的場強為E2＝D．＋q在O點產生的場強為E2＝12．如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在半徑為R圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點(未畫出)，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，小球a的電量為(q＞0)，質量為m，三個小球均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()A．a、b、c小球帶同種電荷B．a、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C．a、b小球電量之比為D．小球c電量數(shù)值為13．如圖所示，水平地面上固定一絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ。斜面下端處固定一高為h的絕緣細柱，兩個質量均為m、帶電荷量均為+q的小滑塊A和B(均視為點電荷)分別放置在斜面上和固定在細柱上，小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．靜電力常量為k，重力加速度為g，當兩小滑塊等高，且有時，小滑塊A受到的摩擦力大小為()A．μmgcosθ B．C．μmgcosθ(1-tan2θ) D．014．如圖，光滑絕緣水平面上固定金屬小球A，用長l0的絕緣彈簧將A與另一個金屬小球B連接，讓它們帶上等量異種電荷，彈簧壓縮量為x1，若兩球電量各漏掉一半，重新平衡后彈簧壓縮量變?yōu)閤2，則有：()A． B． C． D．15．如圖，在光滑定滑輪C正下方與C相距h的A處固定一電荷量為Q(Q>0)的點電荷，電荷量為q的帶正電小球B，用絕緣細線拴著，細線跨過定滑輪，另一端用適當大小的力F拉住，使B處于靜止狀態(tài)，此時B與A點的距離為R，B和C之間的細線與AB垂直。若B所受的重力為G，緩慢拉動細線(始終保持B平衡)直到B接近定滑輪，靜電力常量為k，環(huán)境可視為真空，則下列說法正確的是()A．F保持不變 B．F逐漸增大C．B受到的庫侖力大小不變 D．B受到的庫侖力逐漸減小16．如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質彈簧絕緣連接．當3個小球處在靜止狀態(tài)時，每根彈簧長度為l，已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應，則每根彈簧的原長為()A． B． C． D．17．(2021·廣西南寧三中高二月考)如圖所示，將兩個擺長均為l的單擺懸于O點，擺球質量均為m，帶電量均為q(q>0)，將另一個帶電量也為q(q>0)的小球從O點正下方較遠處緩慢移向O點，當三個帶電小球分別處在等邊三角形abc的三個頂點上時，擺線的夾角恰好為120°，則此時擺線上的拉力大小等于()A．2mg B．2mg C． D．18．如圖，光滑絕緣圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球。已知帶正電荷的小球c位于圓環(huán)最高點，ac連線與豎直方向成角，bc連線與豎直方向成角，三個小球均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()A．a、b兩小球均帶正電荷B．a小球帶正電荷，b小球帶負電荷C．a、b小球電量之比為D．a、b小球電量之比為19．如圖所示，豎直平面內固定一個半徑為R的剛性光滑絕緣圓環(huán)。在圓環(huán)的最頂端固定一個電荷量為q的帶正電的小球，另一個質量為m帶負電的小圓環(huán)套在大圓環(huán)上，當小圓環(huán)平衡時，測得兩電荷之間的連線與豎直線的夾角為，則(設靜電力常量為k)()A．大圓環(huán)對小圓環(huán)的彈力大小為B．小圓環(huán)帶電量的大小為C．大圓環(huán)對小圓環(huán)的彈力指向圓心D．小圓環(huán)帶電量增加，小環(huán)受到的彈力先增加后減小20．如圖所示，四個質量均為的帶電小球恰好構成“三星拱月”之形，其中三個完全相同的帶電小球位于同一光滑絕緣水平面內，且繞同一點做半徑為的勻速圓周運動，三小球所在位置恰好將圓周等分。小球位于點正上方處，且在外力作用下處于靜止狀態(tài)。已知三小球的電荷量均為，球的電荷量為，，重力加速度為，靜電力常量為，則()A．小球一定帶正電B．小球的周期為C．小球的加速度大小為D．外力豎直向上，大小等于21．如圖所示，豎直絕緣墻上固定一帶電小球A，將帶電小球用輕質絕緣絲線懸掛在A的正上方C處，圖中AC=h。當B靜止在與豎直方向夾角方向時，A對B的靜電力為B所受重力的0.5倍，則下列說法中正確的是(兩球均可看作點電荷)()A．若保持懸點C位置不變，緩慢縮短絲線BC的長度，B球運動軌跡在最初階段為圓弧B．此時絲線長度為C．若A對B的靜電力為B所受重力的倍，要使B球依然在處靜止，則絲線BC的長度應調整為或D．以后由于A漏電，B在豎直平面內緩慢運動，到處A的電荷尚未漏完，在整個漏電過程中，絲線上拉力大小減小22．如圖所示，豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣，兩個帶有同種電荷的小球A、B分地處于豎直墻面和水平地面，且處于同一豎直平面內，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向左推動少許，并待兩球重新達到平衡時，則兩個小球的受力情況與原來相比()A．推力F將增大B．豎直墻面對小球A的彈力增大C．兩個小球之間的距離增大D．地面對小球B的彈力一定不變23．如圖，A、B兩個點電荷的電量分別為+Q和+q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接。當系統(tǒng)平衡時，彈簧的伸長量為x0，若彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則()A．將Q變?yōu)?Q，將q變?yōu)?q，平衡時彈簧的伸長量小于4x0B．保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時彈簧的伸長量大于2x0C．保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時彈簧的縮短量等于x0D．保持q不變，將Q變?yōu)?2Q，平衡時彈簧的縮短量大于2x024．用兩根等長的輕質絕緣細線，把兩個帶異種電荷的小球a、b懸掛起來，如圖甲所示，小球a、b質量分別為、，帶電量大小分別為、。如果在該區(qū)間加一水平向右的勻強電場，且繩始終拉緊，最后達到的平衡狀態(tài)如圖乙所示，則關于兩球質量大小及帶電量多少(兩球之間的作用力不考慮)，下列組合符合要求的有()A．， B．，C．， D．，25．如圖所示，質量為m、電荷量為Q的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，另一個帶電荷量也為Q的小球B固定于O點的正下方絕緣支架上?？梢暈橘|點的小球A距離地面高度為h，平衡時A、B帶電小球處于同一高度，重力加速度為g，靜電力常量為k。則()A．若剪斷輕繩，小球A將沿繩方向做勻變速直線運動B．若剪斷輕繩，小球A在空中運動時間為C．若剪斷輕繩，小球A在空中運動時間小于D．若剪斷輕繩，小球A著地時速度大于26．如圖所示，質量分別為和的兩小球帶有同種電荷，電荷量分別為和，用絕緣細線懸掛在天花板上。平衡時，兩小球恰處于同一水平位置，細線與豎直方向間夾角分別為與()。兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動。最大速度分別為和，最大動能分別為和，則()A．一定小于 B．一定大于C．一定大于 D．一定大于27．如圖所示，把一帶電量為的小球A用絕緣細繩懸起，若將帶電量為的帶電小球B靠近A，當兩個帶電小球在同一高度相距30cm時，繩與豎直方向成45°角，取g＝10m/s2，k＝9.0×109N·m2/C2，且A、B兩小球均可視為點電荷，求：(1)A、B兩球間的庫侖力；(2)請畫出對A的受力分析圖，并求A球的質量。28．如圖所示，真空中甲、乙兩個質量相等的帶負電的小球(視為點電荷)，甲的電荷量是乙的電荷量的兩倍，分別用長為的絕緣輕質細線將兩個帶負電的小球懸掛于點。兩個帶負電的小球靜止于同一水平面上且之間的距離