专题一：力与平衡：电磁学中的平衡

专题一 力与平衡 电磁学中的平衡专题一 力与平衡 电磁学中的平衡 单项选择单项选择 1 如图所示 可视为点电荷的小物体 A B 分别带负电和正电 B 固定 其正下方的 A 静止在绝缘斜面上 则 A 受力个数为 A A 一定受2个力作用 B A 可能受3个力作用 C A 可能受4个力作用 D A 可能受5个力作用 2 一带电金属小球 A 用绝缘细线拴着悬挂于 O 点 另一带电金属小球 B 用绝 缘支架固定于 O 点的正下方 金属小球 A B 静止时位置如图 9 所示 由于 空气潮湿 金属小球 A B 缓慢放电 此过程中 小球 A 所受的细线的拉力 F1和小球 B 对 A 的库仑力 F2的变化情况是 A F1减小 F2减小 B F1减小 F2不变 C F1增大 F2增大 D F1不变 F2减小 3 一带正电的物块置于一表面绝缘的倾斜挡板上 带电体所受电场力大小与重力大小相等 开始时档板与水平面夹角 45 带电体始终静止 下列说法中正确的是 A 开始时带电体所受摩擦力沿斜面向下 B 开始时带电体所受摩擦力沿斜面向上 C 缓慢减小 角 档板所受正压力逐渐增大 D 缓慢减小 角 带电体所受摩擦力逐渐增大 方向沿挡板向下 4 如图 7 匀强电场方向垂直于倾角为 的绝缘粗糙斜面向上 一质量为 m 的带正电荷的 滑块静止于斜面上 关于该滑块的受力 下列分析正确的是 当地重力加速度为 g A 滑块可能只受重力 电场力 摩擦力三个力的作用 B 滑块所受摩擦力大小一定为 mgsin C 滑块所受电场力大小可能为 mgcos D 滑块对斜面的压力大小一定为 mgcos 5 如图所示 固定在地面上的粗糙绝缘斜面 ABCD 的倾角为 空间 中存在着与 AB 边平行的水平匀强电场 场强大小为 E 将一个带正电 的小物块 可视为质点 放置在这个斜面上 小物块质量为 m 所带电 荷量为 q 与斜面间的动摩擦因数为 若小物块静止 则下列说法 中正确的是 A 小物块受到五个力的作用 B 小物块所受的摩擦力等于 mgcos C 小物块所受的摩擦力等于 mgsin D 小物块所受的摩擦力大于 Eq 6 如图所示 两个电荷量均为 q 的小球用长为 的轻质绝缘细绳连接 静止在光滑的绝缘l 水平面上 两个小球的半径 r k 表示静电力常量 则轻绳的张力大小为 l A 0 B C D 2 2 kq l 2 2 2kq l 2 kq l 7 如图所示 M N 是平行板电容器的两个极板 R0为定值电阻 R1 R2 为可调电阻 用绝缘细线将质量为 m 带正电的小球悬于电容器内 部 闭合电键 S 小球静止时受到悬线的拉力为 F 调节 R1 R2 关于 F 的大小判断正确的是 A 保持 R1不变 缓慢增大 R2时 F 将变大 B 保持 R1不变 缓慢增大 R2时 F 将变小 C 保持 R2不变 缓慢增大 R1时 F 将变大 D 保持 R2不变 缓慢增大 R1时 F 将变小 不定项选择不定项选择 8 地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场 已知磁场方向垂直纸面向里 一个带电油滴能沿一条与竖直方向成 a 角的直线 MN 运动 MN 在垂直于磁场方向的平面内 如图 2 26 所示 则以下判断中正确的是 A 如果油滴带正电 它是从 M 点运动到 N 点 B 如果油滴带正电 它是从 N 点运动到 M 点 C 如果电场方向水平向左 油滴是从 M 点运动到 N 点 D 如果电场方向水平向右 油滴是从 M 点运动到 N 点 9 如图所示 在倾角为 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ MN 相距为 L 导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁 场中 磁场方向垂直导轨平面向下 有两根质量均为 m 的金属棒 a b 先将 a 棒垂直导轨放置 用跨过光滑定 滑轮的细线与物块 c 连接 连接 a 棒的细线平行于导轨 由静止释放 c 此后某时刻 将 b 也垂直导轨放置 a c 此刻起做匀速运动 b 棒刚好能静止在导轨上 a 棒在运动过程中始终与导轨垂直 两棒与导轨接触良好 导轨电阻不计 则 A 物块 c 的质量是 2msin B 回路中电流方向俯视为顺时针 C b 棒放上后 a 棒受到的安培力为 2mgsin D b 棒放上后 a 棒中电流大小是 mgsin BL 10 两根光滑的金属导轨 平行放置在倾角为 的斜面上 导轨的左端接有电阻 R 导轨的 电阻可忽略不计 斜面处在一匀强磁场中 磁场的方向垂直斜 面向上 质量为 m 电阻可不计的金属棒 ab 在沿着斜面与棒 垂直的恒力 F 作用下沿导轨匀速上滑 并上升 h 高度 如图所示 在这个过程中 A 作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B 作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh 与电阻 R 上发出的焦耳热之和 C 感应电流的方向 a b D 恒力 F 与重力的合力所做的功等于电阻上发出的焦耳热 11 如图 7 所示 在倾角为 且用绝缘材料做成的斜面上 放一个质量为 m 电荷量为 q 的小滑块 滑块与斜面的动摩擦因数为 tan 整个装置处在匀强磁场中 磁感应强度 为 B 方向垂直斜面向上 求小滑块在斜面上运动达到稳定时的速度大小和方向 12 两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图 8 所示放置 它们 各有一边在同一水平面内 另一边垂直于水平面 质量均为 m 的 金属细杆 ab cd 与导轨垂直接触形成闭合回路 杆与水平和竖直 导轨之间有相同的动摩擦因数 导轨电阻不计 回路总电阻为 2R 整个装置处于磁感应强度大小为 B 方向竖直向上的匀强磁场 中 当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动 时 cd 杆也正好以某一速度向下做匀速运动 设运动过程中金属 细杆 ab cd 与导轨接触良好 重力加速度为 g 求 1 ab 杆匀速运动的速度 v1 2 ab 杆所受拉力 F 3 ab 杆以 v1匀速运动时 cd 杆以 v2 v2已知 匀速运动 则在 cd 杆向下运动 h 过程中 整个回路中产生的焦耳热 1 C 2 D 3 D 4 B 5 D 6 B 7 B 8 AC 9 AD 10 AD 11 解析 滑块在斜面上的受力情况如图所示 滑块达到稳定速度时 合力为零 由 力平衡条件得 F F m2g2sin2 又 Ff mgcos F洛 qvB 2 f2 洛 解以上三式得 v mg Bq sin2 2cos2 设速度与重力沿斜面向下的分力 mgsin 之间的夹角为 则 cos Ff mgsin cot 即 arccos cot 12 解析 1 ab 杆向右运动时 ab 杆中产生的感应电动势方向为 a b 大小为 E BLv1 cd 杆中的感应电流方向为 d c cd 杆受到的安培力方向水平向右 安培力大小为 F安 BIL BL BLv1 2R B2L2v1 2R cd 杆向下匀速运动 有 mg F安 解 两式 ab 杆匀速运动的速度为 v1 2Rmg B2L2 2 ab 杆所受拉力 F F安 mg mg mg