13．某老師用圖示裝置探究庫侖力與電荷量的關(guān)系．A、B是可視為點電荷的兩帶電小球，用絕緣細線將A懸掛，實驗中在改變電荷量時，移動B并保持A、B連線與細線垂直．用Q和q表示A、B的電荷量，d表示A、B間的距離，θ（θ不是很�。┍硎炯毦�與豎直方向的夾角，x表示A偏離O點的水平距離．實驗中（　　）
A．d應(yīng)保持不變B．B的位置在同一圓弧上
C．x與電荷量乘積Qq成正比D．tanθ與A、B間庫侖力成正比

分析 以小球A為研究對象，改變電量并移動B的過程中，處于動態(tài)平衡狀態(tài)．分析A受力情況：重力G，庫侖力F1和線的拉力F2三個力作用，作出力圖，根據(jù)幾何關(guān)系，得到線的拉力F2與線長的關(guān)系，再進行分析求解

解答 解：A、由題，該裝置探究庫侖力與電荷量的關(guān)系，所以d保持不變；故A正確；
B、由題，該裝置探究庫侖力與電荷量的關(guān)系，d不變，而且保持A、B連線與細線垂直，A只能在以O(shè)為圓心、半徑為細線長度的圓弧上運動，所以B的位置在同一圓弧上．故B正確；
C、以小球A為研究對象，球受到重力G，庫侖力F1和線的拉力F2三個力作用，作出受力圖如圖．
作出F1、F2的合力F，則由平衡條件得：F=G．
由于AB的連線始終與細線垂直，所以F1、F2始終垂直，所以：F1=mgsinθ，F(xiàn)2=mgcosθ
設(shè)細線的長度為L，則：x=Lsinθ
由庫侖定律：${F}_{1}=\frac{kQq}{9czo8qx^{2}}$，可得：$\frac{kQq}{zp9z26l^{2}}=mgsinθ=mg•\frac{x}{L}$，則x與電荷量乘積Qq成正比．故C正確．
D、由以上的分析知庫侖力F1=mgsinθ，所以sinθ與A、B間庫侖力成正比．故D錯誤．
故選：ABC

點評 本題是力學(xué)中動態(tài)平衡問題，采用的是三角形相似法，得到力的大小與三角形邊長的關(guān)系，進行分析，也可以應(yīng)用函數(shù)法求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，在平靜的水面下有一點光源S，點光源到水面的距離為H，水對該光源發(fā)出的單色光的折射率為n．在水面上方可以看到一圓形的透光面，該圓形透光面的半徑為（　�。�
（可能用到的三角函數(shù)關(guān)系：1+cot2α=$\frac{1}{{si{n^2}α}}$，tanα=$\frac{1}{cotα}$）
A．$\frac{H}{{\sqrt{{n^2}-1}}}$B．$\frac{H}{{\sqrt{{n^2}+1}}}$C．H$\sqrt{{n^2}-1}$D．H$\sqrt{{n^2}+1}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．如圖為兩顆人造衛(wèi)星繞地球運動的軌道示意圖，Ⅰ為圓軌道，Ⅱ為橢圓軌道，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，C、D為兩軌道交點．己知軌道Ⅱ上的衛(wèi)星運動到C點時速度方向與AB平行，則下列說法正確的是（　�。�
A．兩個軌道上的衛(wèi)星運動到C點時的加速度不相同
B．兩個軌道上的衛(wèi)星運動到C點時的向心加速度大小相等
C．若衛(wèi)星在Ⅰ軌道的速率為v1，衛(wèi)星在Ⅱ軌道B點的速率為v2，則v1＜v2
D．兩顆衛(wèi)星的運動周期相同

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中，在y＞0區(qū)域內(nèi)，有沿y軸負方向的勻強電場；在y＜0的區(qū)域內(nèi)，有沿y軸正方向、大小和y＞0區(qū)域相等的勻強電場、以及垂直紙面的勻強磁場（圖中沒有標(biāo)出）．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從y軸上P點，以沿x軸正方向、大小為2$\sqrt{gl}$的初速度開始運動．當(dāng)微粒第一次穿過x軸時，恰好到達Q點；當(dāng)微粒第二次穿過x軸時，恰好到達坐標(biāo)原點；當(dāng)微粒第三次穿過x軸時，恰好到達S點．已知P、Q兩點到坐標(biāo)原點的距離分別為l、2l，重力加速度為g．求：
（1）電場強度E的大�。�
（2）磁感應(yīng)強度B的大小和方向；
（3）S點橫坐標(biāo)及微粒從P運動到S經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖所示，平面坐標(biāo)系Oxy中，在y＞0的區(qū)域存在沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E，在-h＜y＜0的區(qū)域Ⅰ中存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在y＜-h的區(qū)域Ⅱ中存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為2B．A是y軸上的一點，C是x軸上的一點．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子以某一初速度沿x軸正方向從A點進入電場區(qū)域，繼而通過C點以速度方向與x軸夾角為φ=30°進入磁場區(qū)域Ⅰ，并以垂直邊界y=-h的速度進入磁場區(qū)域Ⅱ．粒子重力不計．試求：
（1）粒子經(jīng)過C點時的速度大小v；
（2）A、C兩點與O點間的距離y0、x0；
（3）粒子從A點出發(fā)，經(jīng)過多長時間可回到y(tǒng)=y0處？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

18．如圖所示，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接．右端接一個阻值為R的定值電阻．平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好．則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（　�。�
A．流過定值電阻的電流方向是N→Q
B．通過金屬棒的電荷量為$\frac{BdL}{2R}$
C．金屬棒滑過連接處時的速度大于$\sqrt{2gh}$
D．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{2}$（mgh-μmgd）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖，在水平軌道右側(cè)固定半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料，調(diào)節(jié)其初始長度為l，水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定，彈簧處于自然伸長狀態(tài)．可視為質(zhì)點的小物塊從軌道右側(cè)A點以初速度v0沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧，并被彈簧以原速率彈回．已知R=0.4m，l=2.5m，v0=6m/s，物塊質(zhì)量m=1kg，與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，軌道其它部分摩擦不計．取g=10m/s2．求：

（1）物塊經(jīng)過圓軌道最高點B時對軌道的壓力；
（2）物塊從Q運動到P的時間及彈簧獲得的最大彈性勢能；
（3）物塊仍以v0從右側(cè)沖上軌道，調(diào)節(jié)PQ段的長度l，當(dāng)l長度是多少時，物塊恰能不脫離軌道返回A點繼續(xù)向右運動．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．關(guān)于功和能下列說法不正確的是（　�。�
A．功和能的單位相同，它們的物理意義也相同
B．做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程
C．做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化
D．各種不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，能的總量是守恒的

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，L1、L2、L3為等勢面，兩相鄰等勢面間電勢差相同，取L2的電勢為零，有一正電荷在L1處動能為30J，運動到L3處動能為10J，則電荷的電勢能為15J時，它的動能是（不計重力和空氣阻力）（　�。�
A．5JB．15JC．20JD．0

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