个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m,电量为q小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同,间距为d静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则
kq2解析:选AC根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为F=2,选项A正确;当dkq2细线上的拉力为0时,小球A受到库仑力、斜面支持力、重力,由平衡条件得2=mgta
θ,dqmgta
θ解得=,选项B错误,C正确;由受力分析可知,斜面对小球的支持力不可能dk为0,选项D错误.考点四带电体的力电综合问题学生用书P111解决该类问题的一般思路
kq2A.小球A与B之间库仑力的大小为2dqmgsi
θB.当=时,细线上的拉力为0dkqmgta
θC.当=时,细线上的拉力为0dkqmgD.当=时,斜面对小球A的支持力为0dkta
θ
f2015福州模拟如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电小球可视为质点从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直方向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:1小球到达B点时的速度大小;2小球受到的电场力的大小和方向;3小球经过管口C处时对圆管壁的压力.思路点拨1电场力的竖直分力Fy=mg,方向向上还是向下?小球受到的场力的合力等于什么?2小球经过A点,说明Fx向左还是向右?从C→A小球做什么运动?解析1小球从开始自由下落到管口B的过程中机械能守恒,故有:12mg4R=mvB2解得vB=22gR2由小球经过了A点分析可知,电场力的竖直分力Fy=mg,方向向上,水平分力Fx方向向左,小球受到的合场力等于Fx小球从B运动到C的过程中,由动能定理得:112Fx2R=mv2B-mvC22小球从管口C处脱离圆管后做类平抛运动,由于其轨迹经过A点,故有:y=4R=vCt1Fxx=2R=axt2=t222m联立解得:Fx=mg2电场力的大小为F=qE=Fx+F2y=2mg方向与竖直方向成45°角偏左上方.3小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的弹力FN提供,设弹力FN的方向水平向v2C左,则Fx+FN=mR解得:FN=3mg方向水平向左根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管壁的压力为F′N=FN=3mg,方向水平向右.答案122gR22mg,与竖直方向成45°角偏左上方33r