资料简介 单元质量总综合检测（一） 静电场及其应用.docx 展开
人教版物理必修三————
阶段质量检测(一) 静电场及其应用
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列各图应用的物理原理和规律说法不正确的是 ( )
A.图甲,带正电的物体C靠近金属导体,A端金属箔带负电张开
B.图乙,给车加油前手要触摸一下静电释放器,是为了利用静电
C.图丙,带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝,起到静电屏蔽作用
D.图丁,带电的雷雨云接近建筑物时,安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷
2.如图所示,大小为3×103 N/C、方向竖直向下的匀强电场中有相距30 cm的O、C两点,其连线与电场方向垂直。若在O点放置电荷量为4.0×10-8 C的正点电荷,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则C点电场强度的大小为 ( )
A.5×103 N/C B.4×103 N/C
C.3×103 N/C D.2×103 N/C
3.如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,在M点放置一个电荷量大小为q的负试探电荷,受到的静电力大小为F,以下说法中正确的是 ( )
A.如果M点试探电荷的电荷量变为2q,则该处电场强度变为
B.M点的电场强度方向与负试探电荷所受静电力的方向相同
C.由电场线分布图可知,M点的电场强度比N点的电场强度大
D.a、b为异种点电荷
4.如图所示,不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫块,两者一起放在电子秤上。现用毛皮摩擦塑料管使其带电,带电塑料管从上方缓慢靠近金属球,最后停在金属球上方的某一位置,这一过程中发现电子秤示数发生了变化,之后稳定。根据以上信息,判断下列说法中正确的是 ( )
A.电子秤示数逐渐增加,稳定后的示数大于泡沫与球的总重
B.电子秤示数逐渐减小,稳定后的示数小于泡沫与球的总重
C.电子秤示数先增加后减小,稳定后的示数等于泡沫与球的总重
D.电子秤示数先减小后增加,稳定后的示数等于泡沫与球的总重
5.密立根因通过油滴实验测得了电子电荷量而荣获1923年诺贝尔物理学奖。密立根油滴实验原理如下:带负电的油滴自油滴盒顶部入口飘入油滴盒,油滴盒区域内存在匀强电场,通过显微镜观测油滴的运动情况,测得油滴的电荷量。某次实验观测到某一带负电油滴在油滴盒内正好做匀速运动。设油滴质量为m,油滴盒内电场强度为E,重力加速度为g,忽略空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.油滴盒内电场强度方向竖直向上
B.带电油滴所受静电力与重力是一对相互作用力
C.油滴所带电荷量q=
D.油滴所带电荷量可以是任意值
6.如图所示,A、B两小球带同种电荷。一轻质光滑定滑轮固定于O点。一根绝缘轻绳跨过轻质滑轮,绳一端连接小球A,另一端施加拉力T。B球位于O点正下方且被固定在绝缘轻杆上,两球稳定时位于同一高度,轻绳与竖直方向的夹角为60°。已知两球质量均为m,重力加速度为g,静电力常量为k。则下列说法正确的是 ( )
A.A、B两球之间的静电力大小为mg
B.拉力T的大小为mg
C.B球对轻杆的作用力大小为mg
D.缓慢拉动轻绳一端,使滑轮右侧绳缩短少许,则AB间距离不变
7.如图所示,a、b两点分别固定等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,c、d、e点电场强度的大小关系为 ( )
A.Ee>Ec>Ed B.Ed>Ec=Ee
C.Ec>Ed>Ee D.Ed>Ec>Ee
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.绝缘水平面内某处隐藏一带电体(视为点电荷)。如图所示,将电荷量为q的正试探电荷放在O点时,试探电荷所受静电力的大小为4F、方向向右(沿x轴正方向)。将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时,试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右。静电力常量为k,不考虑其他电场的影响。下列说法正确的是 ( )
A.带电体带负电
B.O点的电场强度大于A点的电场强度
C.带电体在A点右侧到A点距离为d的位置
D.带电体的电荷量为
9.如图所示为静电除尘示意图,在M、N两点间加高压电源时,金属管内的空气被电离,电离出的电子在静电力的作用下运动,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,因而煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了。下列说法正确的是 ( )
A.N接电源的正极 B.M接电源的正极
C.电场强度EB>EA D.电场强度EB
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
三、非选择题(本题共4小题,共54分)
11.(10分)多少个电子的电荷量等于-3.2×10-5 C 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了-4.8×10-5 C的电荷。此人身上有多少个剩余电子 他的质量因聚集电子而增加了多少 (电子质量me=9.1×10-31kg,电子电荷量e=-1.6×10-19 C)
12.(12分)如图,相同的A、B两球分别带等量异种电荷+Q和-Q,平衡时绳子与竖直方向的夹角为30°,且两球在同一水平线上,距离未知,两球质量均为m,两球均可看作点电荷,重力加速度为g,静电力常量为k,求:
(1)A、B两球间的静电力大小。
(2)A、B两球间的距离。
13.(14分)带电荷量为q=1×10-4 C的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块的质量m;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。
14.(18分)两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示的轨道MON,MO杆与水平方向的夹角为θ=60°。将质量为ma=0.6 kg、所带电荷量为qa=-3×10-4 C的光滑小球a套在MO杆上,将带负电的粗糙小球b套在ON杆上,当两球静止时距O点距离恰好相等,已知重力加速度g=10 m/s2,小球大小忽略不计,则:
(1)此时小球b所受摩擦力大小;
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,求匀强电场的电场强度。
（解析）阶段质量检测(一)
1.选B 题图甲,带正电的物体C靠近金属导体,由于A端感应出负电荷,则金属箔带负电张开,选项A正确;题图乙,给车加油前手要触摸一下静电释放器,是为了防止静电,选项B错误;题图丙,带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝,起到静电屏蔽作用,选项C正确;题图丁,带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷,选项D正确。
2.选A O点的正点电荷在C点产生的电场强度大小为E1=k= N/C=4×103 N/C,方向水平向左,根据电场强度的叠加原理,C点电场强度的大小EC==5×103 N/C,故选A。
3.选D 电场强度与试探电荷无关,可知如果M点试探电荷的电荷量变为2q,则该处电场强度仍然为,故A错误;电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同,与负试探电荷所受静电力的方向相反,故B错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱,根据题图可知,M点的电场线比N点的电场线稀疏,则M点的电场强度比N点的电场强度小,故C错误;题图中电场线起源于右侧点电荷,终止于左侧点电荷,可知题图中右侧为正点电荷,左侧为负点电荷,即a、b为异种点电荷,故D正确。
4.选B 毛皮摩擦过的塑料管带负电,从上方缓慢靠近金属球的过程中,金属球因为静电感应,上表面感应出正电荷,下表面感应出负电荷,随着塑料管的靠近金属球上感应电荷的电荷量增大,金属球整体受向上逐渐增大的引力,由平衡条件和牛顿第三定律可知,金属球对泡沫的压力逐渐减小,则整体对电子秤的压力逐渐减小,所以电子秤示数逐渐减小;最后塑料管停在金属球上方的某一位置,金属球整体受到向上的引力达到最大且保持不变,则整体对电子秤的压力达到最小值后保持稳定,稳定后的示数小于泡沫和球的总重,故选B。
5.选C 带负电的油滴在匀强电场中处于平衡状态,所受重力与静电力平衡,静电力竖直向上,则电场强度方向竖直向下,A、B错误;由平衡条件得mg=qE,解得q=,C正确;油滴所带电荷量一定是元电荷的整数倍,D错误。
6.选D 对A球分析,受重力mg、绳的拉力T和静电力F,由平衡条件得,Tsin 60°=F,Tcos 60°=mg,解得F=mg,T=2mg,故A、B错误;对B球分析,受重力mg、静电力F和轻杆的作用力N,由平衡条件得N===2mg,根据牛顿第三定律,可知B球对轻杆的作用力大小为2mg,故C错误;根据相似三角形法,可知=,则AB间距离不变,故D正确。
7.选D 等量异种点电荷的电场线分布如图所示,根据电场线的疏密程度可知c、d、e点电场强度的大小关系为Ed>Ec>Ee,故选D。
8.选BD 由于试探电荷(带正电)在O、A两点所受静电力方向均向右,且试探电荷在A点所受静电力小于它在O点所受静电力,因此带电体带正电,且在O点的左侧,故A、C错误;O点距离带电体较近,则O点的电场强度大于A点的电场强度,故B正确;设带电体的电荷量为Q,带电体到O点的距离为s,根据库仑定律有4F=k,F=k,解得Q=,故D正确。
9.选AC 电子附着在煤粉上,使煤粉带上负电荷,煤粉能吸附在管壁上,说明管壁带正电荷,可知N接电源正极,A正确,B错误;金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极,电场线分布情况如图所示,由图可知金属棒附近的B处电场线较密,而靠近金属管壁的A处电场线较疏,故B处的电场强度比A处的电场强度大,即EB>EA,C正确,D错误。
10.选AC 做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的凹侧,可知带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左,与电场的方向相同,所以粒子带正电,A正确;粒子不一定是从a点运动到b点,也可能是从b点运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,c点的场强大于b点的场强,则粒子在c点所受的电场力大于在b点所受的电场力,在c点的加速度一定大于在b点的加速度,C正确;若粒子从c运动到a,电场力与速度的夹角成锐角,则粒子做加速运动;若粒子从a运动到c,电场力与速度的夹角成钝角,则粒子做减速运动,故粒子在电场中c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。
11.解析:-3.2×10-5 C的电荷量含有的电子数为
n===2.0×1014(个)
-4.8×10-5 C的电荷量含有的电子数为
n'===3.0×1014(个)
增加的质量为M=n'me=3.0×1014×9.1×10-31kg=2.73×10-16 kg。
答案:2.0×1014个 3.0×1014个 2.73×10-16kg
12.解析:(1)对小球A受力分析如图所示,
由平衡条件可得F=mgtan 30°=mg。
(2)由库仑定律有F=k
可得r===。
答案:(1)mg (2)
13.解析:(1)由v-t图像可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有qE1-μmg=ma
2 s后物块做匀速直线运动,由平衡条件有qE2=μmg,
由E-t图像和v-t图像可得E1=3×104 N/C,E2=2×104 N/C,a=1 m/s2,
代入数据解得m=1 kg。
(2)由上述分析可得μ===0.2。
答案:(1)1 kg (2)0.2
14.解析:(1)两球静止时距O点距离恰好相等,根据几何关系可知,△aOb为底角等于30°的等腰三角形,设ab间的库仑力大小为F;以a球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得Fcos 30°=magsin 60°
以b球为对象,沿水平方向根据受力平衡可得Fcos 30°=f
联立解得小球b所受摩擦力大小为f=3 N。
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,以a球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得Ecos 60°=magsin 60°
解得匀强电场的电场强度大小为E== N/C=2×104 N/C
方向水平向右。
答案:(1)3 N (2)2×104 N/C,方向水平向右
阶段质量检测(一) 静电场及其应用
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列各图应用的物理原理和规律说法不正确的是 ( )
A.图甲,带正电的物体C靠近金属导体,A端金属箔带负电张开
B.图乙,给车加油前手要触摸一下静电释放器,是为了利用静电
C.图丙,带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝,起到静电屏蔽作用
D.图丁,带电的雷雨云接近建筑物时,安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷
2.如图所示,大小为3×103 N/C、方向竖直向下的匀强电场中有相距30 cm的O、C两点,其连线与电场方向垂直。若在O点放置电荷量为4.0×10-8 C的正点电荷,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则C点电场强度的大小为 ( )
A.5×103 N/C B.4×103 N/C
C.3×103 N/C D.2×103 N/C
3.如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,在M点放置一个电荷量大小为q的负试探电荷,受到的静电力大小为F,以下说法中正确的是 ( )
A.如果M点试探电荷的电荷量变为2q,则该处电场强度变为
B.M点的电场强度方向与负试探电荷所受静电力的方向相同
C.由电场线分布图可知,M点的电场强度比N点的电场强度大
D.a、b为异种点电荷
4.如图所示,不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫块,两者一起放在电子秤上。现用毛皮摩擦塑料管使其带电,带电塑料管从上方缓慢靠近金属球,最后停在金属球上方的某一位置,这一过程中发现电子秤示数发生了变化,之后稳定。根据以上信息,判断下列说法中正确的是 ( )
A.电子秤示数逐渐增加,稳定后的示数大于泡沫与球的总重
B.电子秤示数逐渐减小,稳定后的示数小于泡沫与球的总重
C.电子秤示数先增加后减小,稳定后的示数等于泡沫与球的总重
D.电子秤示数先减小后增加,稳定后的示数等于泡沫与球的总重
5.密立根因通过油滴实验测得了电子电荷量而荣获1923年诺贝尔物理学奖。密立根油滴实验原理如下:带负电的油滴自油滴盒顶部入口飘入油滴盒,油滴盒区域内存在匀强电场,通过显微镜观测油滴的运动情况,测得油滴的电荷量。某次实验观测到某一带负电油滴在油滴盒内正好做匀速运动。设油滴质量为m,油滴盒内电场强度为E,重力加速度为g,忽略空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.油滴盒内电场强度方向竖直向上
B.带电油滴所受静电力与重力是一对相互作用力
C.油滴所带电荷量q=
D.油滴所带电荷量可以是任意值
6.如图所示,A、B两小球带同种电荷。一轻质光滑定滑轮固定于O点。一根绝缘轻绳跨过轻质滑轮,绳一端连接小球A,另一端施加拉力T。B球位于O点正下方且被固定在绝缘轻杆上,两球稳定时位于同一高度,轻绳与竖直方向的夹角为60°。已知两球质量均为m,重力加速度为g,静电力常量为k。则下列说法正确的是 ( )
A.A、B两球之间的静电力大小为mg
B.拉力T的大小为mg
C.B球对轻杆的作用力大小为mg
D.缓慢拉动轻绳一端,使滑轮右侧绳缩短少许,则AB间距离不变
7.如图所示,a、b两点分别固定等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,c、d、e点电场强度的大小关系为 ( )
A.Ee>Ec>Ed B.Ed>Ec=Ee
C.Ec>Ed>Ee D.Ed>Ec>Ee
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.绝缘水平面内某处隐藏一带电体(视为点电荷)。如图所示,将电荷量为q的正试探电荷放在O点时,试探电荷所受静电力的大小为4F、方向向右(沿x轴正方向)。将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时,试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右。静电力常量为k,不考虑其他电场的影响。下列说法正确的是 ( )
A.带电体带负电
B.O点的电场强度大于A点的电场强度
C.带电体在A点右侧到A点距离为d的位置
D.带电体的电荷量为
9.如图所示为静电除尘示意图,在M、N两点间加高压电源时,金属管内的空气被电离,电离出的电子在静电力的作用下运动,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,因而煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了。下列说法正确的是 ( )
A.N接电源的正极 B.M接电源的正极
C.电场强度EB>EA D.电场强度EB
A.粒子一定带正电
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
三、非选择题(本题共4小题,共54分)
11.(10分)多少个电子的电荷量等于-3.2×10-5 C 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了-4.8×10-5 C的电荷。此人身上有多少个剩余电子 他的质量因聚集电子而增加了多少 (电子质量me=9.1×10-31kg,电子电荷量e=-1.6×10-19 C)
12.(12分)如图,相同的A、B两球分别带等量异种电荷+Q和-Q,平衡时绳子与竖直方向的夹角为30°,且两球在同一水平线上,距离未知,两球质量均为m,两球均可看作点电荷,重力加速度为g,静电力常量为k,求:
(1)A、B两球间的静电力大小。
(2)A、B两球间的距离。
13.(14分)带电荷量为q=1×10-4 C的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块的质量m;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。
14.(18分)两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示的轨道MON,MO杆与水平方向的夹角为θ=60°。将质量为ma=0.6 kg、所带电荷量为qa=-3×10-4 C的光滑小球a套在MO杆上,将带负电的粗糙小球b套在ON杆上,当两球静止时距O点距离恰好相等,已知重力加速度g=10 m/s2,小球大小忽略不计,则:
(1)此时小球b所受摩擦力大小;
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,求匀强电场的电场强度。
（解析）阶段质量检测(一)
1.选B 题图甲,带正电的物体C靠近金属导体,由于A端感应出负电荷,则金属箔带负电张开,选项A正确;题图乙,给车加油前手要触摸一下静电释放器,是为了防止静电,选项B错误;题图丙,带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝,起到静电屏蔽作用,选项C正确;题图丁,带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷,选项D正确。
2.选A O点的正点电荷在C点产生的电场强度大小为E1=k= N/C=4×103 N/C,方向水平向左,根据电场强度的叠加原理,C点电场强度的大小EC==5×103 N/C,故选A。
3.选D 电场强度与试探电荷无关,可知如果M点试探电荷的电荷量变为2q,则该处电场强度仍然为,故A错误;电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同,与负试探电荷所受静电力的方向相反,故B错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱,根据题图可知,M点的电场线比N点的电场线稀疏,则M点的电场强度比N点的电场强度小,故C错误;题图中电场线起源于右侧点电荷,终止于左侧点电荷,可知题图中右侧为正点电荷,左侧为负点电荷,即a、b为异种点电荷,故D正确。
4.选B 毛皮摩擦过的塑料管带负电,从上方缓慢靠近金属球的过程中,金属球因为静电感应,上表面感应出正电荷,下表面感应出负电荷,随着塑料管的靠近金属球上感应电荷的电荷量增大,金属球整体受向上逐渐增大的引力,由平衡条件和牛顿第三定律可知,金属球对泡沫的压力逐渐减小,则整体对电子秤的压力逐渐减小,所以电子秤示数逐渐减小;最后塑料管停在金属球上方的某一位置,金属球整体受到向上的引力达到最大且保持不变,则整体对电子秤的压力达到最小值后保持稳定,稳定后的示数小于泡沫和球的总重,故选B。
5.选C 带负电的油滴在匀强电场中处于平衡状态,所受重力与静电力平衡,静电力竖直向上,则电场强度方向竖直向下,A、B错误;由平衡条件得mg=qE,解得q=,C正确;油滴所带电荷量一定是元电荷的整数倍,D错误。
6.选D 对A球分析,受重力mg、绳的拉力T和静电力F,由平衡条件得,Tsin 60°=F,Tcos 60°=mg,解得F=mg,T=2mg,故A、B错误;对B球分析,受重力mg、静电力F和轻杆的作用力N,由平衡条件得N===2mg,根据牛顿第三定律,可知B球对轻杆的作用力大小为2mg,故C错误;根据相似三角形法,可知=,则AB间距离不变,故D正确。
7.选D 等量异种点电荷的电场线分布如图所示,根据电场线的疏密程度可知c、d、e点电场强度的大小关系为Ed>Ec>Ee,故选D。
8.选BD 由于试探电荷(带正电)在O、A两点所受静电力方向均向右,且试探电荷在A点所受静电力小于它在O点所受静电力,因此带电体带正电,且在O点的左侧,故A、C错误;O点距离带电体较近,则O点的电场强度大于A点的电场强度,故B正确;设带电体的电荷量为Q,带电体到O点的距离为s,根据库仑定律有4F=k,F=k,解得Q=,故D正确。
9.选AC 电子附着在煤粉上,使煤粉带上负电荷,煤粉能吸附在管壁上,说明管壁带正电荷,可知N接电源正极,A正确,B错误;金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极,电场线分布情况如图所示,由图可知金属棒附近的B处电场线较密,而靠近金属管壁的A处电场线较疏,故B处的电场强度比A处的电场强度大,即EB>EA,C正确,D错误。
10.选AC 做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的凹侧,可知带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左,与电场的方向相同,所以粒子带正电,A正确;粒子不一定是从a点运动到b点,也可能是从b点运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,c点的场强大于b点的场强,则粒子在c点所受的电场力大于在b点所受的电场力,在c点的加速度一定大于在b点的加速度,C正确;若粒子从c运动到a,电场力与速度的夹角成锐角,则粒子做加速运动;若粒子从a运动到c,电场力与速度的夹角成钝角,则粒子做减速运动,故粒子在电场中c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。
11.解析:-3.2×10-5 C的电荷量含有的电子数为
n===2.0×1014(个)
-4.8×10-5 C的电荷量含有的电子数为
n'===3.0×1014(个)
增加的质量为M=n'me=3.0×1014×9.1×10-31kg=2.73×10-16 kg。
答案:2.0×1014个 3.0×1014个 2.73×10-16kg
12.解析:(1)对小球A受力分析如图所示,
由平衡条件可得F=mgtan 30°=mg。
(2)由库仑定律有F=k
可得r===。
答案:(1)mg (2)
13.解析:(1)由v-t图像可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有qE1-μmg=ma
2 s后物块做匀速直线运动,由平衡条件有qE2=μmg,
由E-t图像和v-t图像可得E1=3×104 N/C,E2=2×104 N/C,a=1 m/s2,
代入数据解得m=1 kg。
(2)由上述分析可得μ===0.2。
答案:(1)1 kg (2)0.2
14.解析:(1)两球静止时距O点距离恰好相等,根据几何关系可知,△aOb为底角等于30°的等腰三角形,设ab间的库仑力大小为F;以a球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得Fcos 30°=magsin 60°
以b球为对象,沿水平方向根据受力平衡可得Fcos 30°=f
联立解得小球b所受摩擦力大小为f=3 N。
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,以a球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得Ecos 60°=magsin 60°
解得匀强电场的电场强度大小为E== N/C=2×104 N/C
方向水平向右。
答案:(1)3 N (2)2×104 N/C,方向水平向右
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