如圖所示,光滑絕緣半球形的碗固定在水平地面上,可視爲質點的帶電小球1、2的電荷分別爲Q1、Q2,其中小球1固定...
問題詳情:
如圖所示,光滑絕緣半球形的碗固定在水平地面上,可視爲質點的帶電小球1、2的電荷分別爲Q1、Q2,其中小球1固定在碗底A點,小球2可以自由運動,平衡時小球2位於碗內的B位置處,如圖所示.現在改變小球2的帶電量,把它放置在圖中C位置時也恰好能平衡,已知AB弦是AC弦的兩倍,則( )
A.小球在C位置時的電量是B位置時電量的一半
B.小球在C位置時的電量是B位置時電量的四分之一
C.小球2在B點對碗的壓力大小等於小球2在C點時對碗的壓力大小
D.小球2在B點對碗的壓力大小大於小球2在C點時對碗的壓力大小
【回答】
C
【解析】
AB.對小球2受力分析,如圖所示,小球2受重力、支援力、庫侖力,其中F1爲庫侖力F和重力mg的合力,根據三力平衡原理可知,F1=FN.由圖可知,△OAB∽△BFF1
設半球形碗的半徑爲R,AB之間的距離爲L,根據三角形相似可知,
即
所以
FN=mg ①
②
當小球2處於C位置時,AC距離爲,故
,
根據庫侖定律有:
所以
,
即小球在C位置時的電量是B位置時電量的八分之一,故AB均錯誤;
CD.由上面的①式可知FN=mg,即小球2在B點對碗的壓力大小等於小球2在C點時對碗的壓力大小,故C正確,D錯誤。
故選C。
知識點:共點力的平衡
題型:選擇題