2020版高考物理专题1.29与电场力相关的平衡问题（提高篇）（电磁部分）（含解析）

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1、专题1.29与电场力相关的平衡问题（提高篇）一．选择题1．（3分）（2019江苏宿迁期末）如图所示，两个完全相同的带电小球A、B，质量、电荷量分别为m、+q，放置在一个半球状、半径为R、质量为M的绝缘物块上，小球平衡时相距为R，重力加速度为g。则（　　）A．物块对地面的压力大于（M+2m）gB．物块对小球A的支持力等于mgC．若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'，B球的电势能一定减小D．若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'，地面对物块的支持力一定增大【参考答案】BC【名师解析】将A、B两球及绝缘物

2、块看成一个整体，整体处于静止，受力分析可知，地面对整体的支持力N＝（M+2m）g，则整体对地面的压力也等于（M+2m）g，故A错误；隔离小球A受力分析，如图所示，则小球A受到的支持力，故B正确；若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'的过程中，B受到的电场力对其做正功，所以B的电势能减小，故C正确；缓慢移动B球的过程中，整体处于平衡态，地面对物块的支持力不变，故D错误。2．（2019广东深圳一模）如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q(q>0)、质量为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M

3、匀速运动到N。己知MN长为d，,与力F的夹角为60°，重力加速度为g，则（）A．场强大小为B．M、N间的电势差为C．从M到N，电场力做功为D．若仅将力F方向顺时针转60°，小球将从M向N做匀变速直线运动【参考答案】ACD【名师解析】根据质点做匀速直线运动的条件可知，小球所受的合力为零，分析受力，由平衡条件可知小球所受的电场力qE=，场强大小为E=，方向斜向左上方。M、N间的电势差U不等于，选项B错误；由动能定理，W+Fdcos60°-mgdsin60°=0，解得从M到N，电场力做功为W=，选项C正

4、确；若仅将力F方向顺时针转60°，小球所受合力为沿MN反方向的恒力F，小球将从M向N做匀变速直线运动，选项D正确。3.（2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，带电小球a用绝缘细线竖直悬挂，在带电小球a下方的绝缘桌面上固定着两个带电小球b、c，三个小球均可看成点电荷。当小球a处于平衡状态时，它距桌面O点的距离为7.5cm，距小球b、c的距离均为15cm，且三个电荷在同一竖直平面上。已知小球a的电荷量为-3.00×10-8C，小球b、c的电荷量均为+3.00×10-4C，OM之间的距离等于ON之间

5、距离，下列说法不正确的是（）A．O处的电场强度大小为4.8N/CB．小球a与b之间作用力大小为9.6NC．若小球a沿竖直方向向上运动，则它的电势能将减小D．若小球b、c分别移到M、N两点，则细线的拉力将减小【参考答案】ABC【名师解析】本题考查库仑力及力的平衡。由题知，电荷b、c在O点形成的合场强为0，故O处的合场强为电荷a在O处的场强，大小为N/C,A错误；电荷a、b间的库仑力大小为，B错误，若小球a沿竖直方向向上运动，电场力做负功，电势能增加，C错误；若小球b、c分别移到M、N两点，a受到的库

6、仑引力减小，故绳子拉力减小，D正确。4.（2019北京顺义九中质检）如图所示，A和B均可视为点电荷，A固定在绝缘支架上，B通过绝缘轻质细线连接在天花板上，由于二者之间库仑力的作用，细线与水平方向成30°角。A、B均带正电，电荷量分别为Q、q，A、B处于同一高度，二者之间的距离为L。已知静电力常量为k，重力加速度为g。则B的质量为（）A.B.C.D.【参考答案】C【名师解析】B球处于静止状态，受力平衡，对B球受力分析，受到重力，绳子的拉力以及A对B的库仑力，根据平衡条件得：解得：，故ABD错误，C正

7、确。5．（2019湖南娄底二模）如图所示，带电小球a由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态，其中PM水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH，圆心P与a球位置重合，管道底端H与水平地面相切，一质量为m可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放，当小球b运动到H端时对管道壁恰好无压力，重力加速度为g。在小球b由G滑到H过程中，下列说法中正确的是（）A．小球b机械能逐渐减小B．小球b所受库仑力大小始终为2mgC．细线PM的拉力先增大后减小D．小球b加速度大小先变大后变小【参考答案】C　【名师解析

8、】小球b所受库仑力和管道的弹力始终与速度垂直，所以小球b机械能守恒，选项A错；小球b机械能守恒，从G滑到H过程中mgR＝mv2，H处，F库－mg＝，则F库＝3mg,选项B错；设PN与竖直方向成α角，对球a受力分析，将其分解：竖直方向FPNcosα＝mg＋F库sinθ；水平方向F库cosθ＋FPNsinα＝FPM。解得FPM＝mgtanα＋，下滑时θ从0增大90°，细线PM的拉力先增大后减小，故选项C正确；设b与a的连线与水平方向成θ角，则mgRsinθ＝mv2，任意位置加速度为向心