7.(2017·安徽省蚌埠五中、蚌埠十二中高二期中联考) 把质量2g的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q=4.0×10-6C的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成α=45°角。试求:
(1) B球受到的库仑力多大?
(2) A球带电荷量是多少?
答案:(1)2×10-2N (2)5.0×10-8C
解析:(1) 带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力T的作用,其合力为零。因此mg-Tcosα=0 ①
F′-Tsinα=0 ②
②÷①得F′=mgtanα=2×10-3×10×1N=2×10-2N。
根据牛顿第三定律有F=F′=2×10-2N,
(2) 根据库仑定律F′=k
∴q==C=5.0×10-8C。
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.(2016·哈尔滨六中高二上学期检测) 如图所示,在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态。现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处,已知P、A在同一水平线上,且在此过程中物体A和C始终保持静止不动,A、B可视为质点。关于此过程,下列说法正确的是 ( A )
A.物体A受到斜面的支持力先增大后减小
B.物体A受到斜面的支持力一直增大
C.地面对斜面C的摩擦力先增大后减小
D.地面对斜面C的摩擦力先减小后增大
解析:对A研究:P对A的库仑力垂直于斜面方向的分力,先逐渐增大后逐渐减小,当库仑力与斜面垂直时最大,设该分力为F′,根据平衡条件:斜面对A的支持力N=mgcosα+F′,可知N先增大后减小,故A正确,B错误。以A和C整体为研究对象,分析受力情况如图所示。设P对A的库仑力大小为F