（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第1節(jié) 電場力的性質(zhì)學(xué)案（含解析）

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1、（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第1節(jié) 電場力的性質(zhì)學(xué)案（含解析） 新課程標(biāo)準(zhǔn) 核心知識提煉 1.通過實驗，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的觀念分析靜電現(xiàn)象。 2.知道點電荷模型，體會科學(xué)研究中的物理模型方法。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律。體會庫侖定律探究過程中的科學(xué)思想和方法。 3.知道電場是一種物質(zhì)。了解電場強度，體會用物理量之比定義新物理量的方法。會用電場線描述電場。 4.了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護的實例。 5.知道靜電場中的電荷具有電勢能。了解電勢能、電勢的含義。 6.知道勻強電場中電勢差及其與電場強度的關(guān)系。 7.能分析

2、帶電粒子在電場中的運動情況，能解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。 8.觀察常見電容器，了解電容器的電容，觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。能舉例說明電容器的應(yīng)用。 靜電現(xiàn)象　原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒定律 點電荷 庫侖定律 靜電場　電場強度 電場線 靜電的利用與防護 電勢能、電勢 勻強電場中電勢差及其與電場強度的關(guān)系 帶電粒子在電場中的運動 電容器　電容 實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 第1節(jié)　電場力的性質(zhì) 一、靜電現(xiàn)象　電荷守恒定律 1．電荷 (1)兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。 (2)元電荷：電荷的多少叫電荷量，通常

3、把e＝1.60×10－19 C的電荷量叫做元電荷。[注1] 2．電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。 (2)起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電。 (3)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是電子的得失。 二、點電荷及庫侖定律 1．點電荷：當(dāng)帶電體本身的形狀和大小對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷。[注2] 2．庫侖定律 (1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

4、 (2)表達式：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做靜電力常量。[注3] (3)適用條件：①真空中；②點電荷。 三、電場、電場強度及電場線 1．電場 基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有電場力的作用。 2．電場強度 (1)定義式：E＝[注4]，單位：N/C或V/m。 (2)方向：規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場力的方向為該點的電場強度方向。 (3)點電荷的電場強度：E＝k，適用于計算真空中的點電荷產(chǎn)生的電場。 (4)電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。 【注解釋疑】 [注1] 元電荷是最小的電荷單位，不是帶電體，也不是點

5、電荷，任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，說明電荷量是不連續(xù)的。 [注2] 點電荷是理想化模型，類似于質(zhì)點。 [注3] 平方反比律，類似于萬有引力定律，不能錯誤地認為：當(dāng)距離r接近于0時，F(xiàn)趨近于無限大，因為當(dāng)r接近0時，兩個物體不能視為點電荷。 [注4] 比值定義法，電場強度是描述電場性質(zhì)的物理量，與放入的試探電荷無關(guān)。 3.電場線 (1)定義：為了形象地描述電場中各點電場強度的強弱及方向，在電場中畫出一些有方向的曲線，曲線上每點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，曲線的疏密表示電場的強弱。 電場線不是電荷的運動軌跡，根據(jù)電場線方向能確定電荷的受力方向和加速度方向，但不能確定

6、電荷的速度方向和運動軌跡。 (2) (3)六種典型電場的電場線 [深化理解] 1．電荷量和電荷之間的距離都是決定庫侖力大小的因素。 2．均勻帶電的絕緣球可以視為點電荷，而距離較近的帶電金屬球不能視為點電荷，因為金屬球相互靠近時表面所帶電荷要重新分布。 3．注意電場強度三個表達式的適用條件，E＝適用于一切電場，E＝k適用于真空中的點電荷，E＝適用于勻強電場。 4．電場強度是矢量，計算某點的合場強應(yīng)選擇合適的方法，利用平行四邊形定則求出電場強度的矢量和，常用方法包括疊加法、對稱法、補償法、微元法等。 5．在研究帶電粒子的運動軌跡時，不要誤認為運動軌跡與電場

7、線一定重合，只有在特定的條件下，兩者才重合。 6．三個自由點電荷，只在彼此間庫侖力作用下而平衡，則“三點共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠大”。 [基礎(chǔ)自測] 一、判斷題 (1)電場強度反映了電場力的性質(zhì)，所以電場中某點的電場強度與試探電荷在該點所受的電場力成正比。(×) (2)電場中某點的電場強度方向即為正電荷在該點所受的電場力的方向。(√) (3)真空中點電荷的電場強度表達式E＝中，Q就是產(chǎn)生電場的點電荷。(√) (4)在點電荷產(chǎn)生的電場中，以點電荷為球心的同一球面上各點的電場強度都相同。(×) (5)電場線的方向即為帶電粒子的運動方向。(×) (6)英國物理學(xué)家法拉第最

8、早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場。(√) (7)美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量。(√) 二、選擇題 1．[魯科版選修3－1P8T1]下列現(xiàn)象中，不屬于摩擦起電的有(　　) A．將被毛皮摩擦過的塑料棒靠近碎紙屑，紙屑被吸起 B．在干燥的天氣中脫毛線衣時，會聽到輕微的噼啪聲 C．用干燥的毛刷刷毛料衣服時，毛刷上吸附有許多細微的臟物 D．把鋼針沿著磁鐵摩擦幾次，鋼針就能吸引鐵屑 解析：選D　鋼針能吸引鐵屑是因為被磁化了，不是摩擦起電。 2.[教科版選修3－1P15T1]把檢驗電荷放入電場中的不同點a、b、c、d，測得的檢驗電荷所受電場力F與其電荷量

9、q之間的函數(shù)關(guān)系圖像如圖所示，則a、b、c、d四點場強大小的關(guān)系為(　　) A．Ea＞Eb＞Ec＞Ed　　 B．Ea＞Eb＞Ed＞Ec C．Ed＞Ea＞Eb＞Ec D．Ec＞Ea＞Eb＞Ed 解析：選D　由E＝知，F(xiàn)-q圖像的斜率越大，場強越大，故D正確。 3.[滬科版選修3－1 P15T1]有兩個半徑為r的金屬球如圖放置，兩球表面間距離為3r。今使兩球帶上等量的異種電荷Q，兩球間庫侖力的大小為F，那么(　　) A．F＝k B．F＞k C．F＜k D．無法判定 解析：選B　異種電荷相互吸引，電荷間的距離小于5r，故B正確。 4.[人教版選修3－1P15T5改編](多選

10、)某電場區(qū)域的電場線如圖所示，a、b是其中一條電場線上的兩點，下列說法正確的是(　　) A．負電荷在a點受到的電場力一定小于它在b點受到的電場力 B．a(chǎn)點的場強方向一定沿著a點的電場線向右 C．正電荷在a點受到的電場力一定大于它在b點受到的電場力 D．a(chǎn)點的場強一定大于b點的場強 解析：選BCD　電場線越密，場強越大，電荷受到的電場力越大，與電荷的正、負無關(guān)，故A錯誤，B、C、D正確。 高考對本節(jié)內(nèi)容的考查，主要集中在電荷之間的庫侖力及其平衡問題、電場強度的疊加與計算、電場線的理解與應(yīng)用，通常以選擇題的形式呈現(xiàn)，難度一般。 考點一　庫侖力及其平衡問題[基礎(chǔ)自修類] [題點全

11、練] 1．[電荷分配原理] 兩個分別帶有電荷量－Q和＋5Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)椋瑒t兩球間庫侖力的大小為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選D　兩球相距r時，根據(jù)庫侖定律得F＝k，兩球接觸后，帶電荷量均為2Q，則F′＝k，由以上兩式可解得F′＝，D正確。 2．[庫侖定律及矢量合成] (2018·全國卷Ⅰ)如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所

12、帶電荷量的比值的絕對值為k，則(　　) A．a(chǎn)、b的電荷同號，k＝　　　 B．a(chǎn)、b的電荷異號，k＝ C．a(chǎn)、b的電荷同號，k＝ D．a(chǎn)、b的電荷異號，k＝ 解析：選D　由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線，根據(jù)受力分析知，a、b的電荷異號。 根據(jù)庫侖定律，a對c的庫侖力為Fa＝k0 ① b對c的庫侖力為Fb＝k0 ② 設(shè)合力向左，如圖所示，根據(jù)相似三角形，得＝ ③ 聯(lián)立①②③式得 k＝＝＝。 3.[庫侖力作用下的平衡問題] 如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點，ac連線與豎直方向成60

13、°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷 B．a(chǎn)、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷 C．a(chǎn)、b小球電荷量之比為 D．a(chǎn)、b小球電荷量之比為 解析：選D　對c小球受力分析可得，a、b小球必須帶同種電荷c小球才能平衡。對b小球受力分析可得，b、c小球帶異種電荷b小球才能平衡，故A、B兩項錯誤。對c小球受力分析，將力正交分解后可得：ksin 60°＝ksin 30°，又rac∶rbc＝1∶，解得：qa∶qb＝∶9。故C項錯誤，D項正確。 4．[三個自由電荷的平衡問題] 如圖所示，已知兩個點電荷Q1、Q2的電

14、荷量分別為＋1 C和＋4 C，在水平面上能自由移動，它們之間的距離d＝3 m，現(xiàn)引入點電荷Q3，試求：當(dāng)Q3滿足什么條件，并把它放在何處時才能使整個系統(tǒng)處于平衡？ 解析：由于Q1、Q2電性相同，合電場強度為零處必在兩點電荷連線中間某處，Q3帶負電。 再根據(jù)＝，得＝ ＝， 即點電荷Q3離電荷量較小的電荷Q1較近， 又因r1＋r2＝d，d＝3 m，所以Q3到Q1距離r1＝1 m。 根據(jù)＝得：Q3＝ C。 答案：Q3為負電荷，電荷量為 C，且放在Q1Q2中間離Q1為1 m處 [名師微點] 1．應(yīng)用庫侖定律的三條提醒 (1)作用力的方向判斷根據(jù)：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電

15、荷連線方向。 (2)兩個點電荷間相互作用的庫侖力滿足牛頓第三定律，大小相等、方向相反。 (3)庫侖力存在極大值，在兩帶電體的間距及電荷量之和一定的條件下，當(dāng)q1＝q2時，F(xiàn)最大。 2．三個自由點電荷的平衡問題 考點二　電場線的理解與應(yīng)用[基礎(chǔ)自修類] [題點全練] 1．[根據(jù)電場線判斷電荷的特點] 兩點電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示。根據(jù)電場線的分布情況，下列判斷正確的是(　　) A．Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B．Q1的電荷量大于Q2的電荷量 C．Q1、Q2一定均為正電荷 D．Q1、Q2一定均為負電荷 解析：選A　由電場線的分布情況可知，Q1的電荷

16、量小于Q2的電荷量，A項正確，B項錯誤。因為電場線沒有標(biāo)出方向，不能斷定電荷的正負，故C、D項錯誤。 2．[根據(jù)電場線和等勢面判斷電場的性質(zhì)] 如圖所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是(　　) A．1、2兩點的場強相等 B．1、3兩點的場強相等 C．1、2兩點的電勢相等 D．2、3兩點的電勢相等 解析：選D　根據(jù)電場線越密集，電場強度越大，有E1＞E2＝E3，故A、B錯誤。沿著電場線方向，電勢逐漸降低，同一等勢面電勢相等，故φ1＞φ2＝φ3，C錯誤，D正確。 3．[根據(jù)電場線和運動軌跡分析帶電粒子的運動] (2018·天津高考)如圖所示，實

17、線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出)，虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，設(shè)M點和N點的電勢分別為φM、φN，粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EpM、EpN。下列判斷正確的是(　　) A．vM＜vN，aM＜aN　　　　　　 B．vM＜vN，φM＜φN C．φM＜φN，EpM＜EpN D．a(chǎn)M＜aN，EpM＜EpN 解析：選D　電場線密的地方場強大，粒子受到的電場力大，所以aMφN，故B、

18、C錯誤。又由Ep＝qφ和能量守恒知，帶負電的粒子在電勢越低的位置，具有的電勢能越大，而動能越小，即EpMvN，故A錯誤，D正確。 4．[根據(jù)電場線和運動軌跡比較兩個帶電粒子的運動] (多選)如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，則(　　) A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負電 B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加 C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大 D．兩個粒子的動能均增加 解析：選CD　根據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向，可知兩粒子帶異性電荷，但無法確定其具體電性，故A錯誤；由

19、粒子受力方向與速度方向的關(guān)系，可判斷電場力對兩粒子均做正功，兩粒子的速度、動能均增大，故B錯誤，D正確；從兩粒子的運動軌跡判斷，a粒子經(jīng)過的電場的電場線逐漸變得稀疏，b粒子經(jīng)過的電場的電場線逐漸變密，說明a的加速度減小，b的加速度增大，故C正確。 [名師微點] 1．兩種等量點電荷的電場分析 等量異種點電荷 等量同種點電荷 電場線分布圖 電荷連線上的電場強度 沿連線先變小后變大 O點最小，但不為零 O點為零 中垂線上的電場強度 O點最大，向外逐漸減小 O點最小，向外先變大后變小 關(guān)于O點對稱位置的電場強度 A與A′、B與B′、C與C′ 等大同向 等大反

20、向 2．電場線的妙用 判斷電場強度的大小 電場線密處電場強度大，電場線疏處電場強度小，進而可判斷電荷受電場力大小和加速度的大小 判斷電場力的方向 正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同，負電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相反 判斷電勢的高低與電勢降低的快慢 沿電場線的方向電勢降低最快，且電場線密的地方比疏的地方降低更快 判斷等勢面的疏密 電場線越密的地方，等差等勢面越密集；電場線越疏的地方，等差等勢面越稀疏 3．分析電場中運動軌跡問題的方法 (1)“運動與力兩線法”——畫出運動軌跡在初始位置的切線(“速度線”)與在初始位置電場線的切線(“力線”)方向，從二者的

21、夾角情況來分析曲線運動的情況。 (2)“三不知時要假設(shè)”——電荷的正負、場強的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向，是題意中相互制約的三個方面。若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。 考點三　電場強度的疊加與計算[方法模型類] 1．電場強度的三個公式的比較 2．電場強度的計算與疊加 在一般情況下可由上述三個公式計算電場強度，但在求解帶電圓環(huán)、帶電平面等一些特殊帶電體產(chǎn)生的電場強度時，上述公式無法直接應(yīng)用。這時，如果轉(zhuǎn)換思維角度，靈活運用疊加法、對稱法、補償法、微元法、等效法等巧妙方法，可以化難為易。 方法(一)　疊加法

22、 [例1]　(多選)離子陷阱是一種利用電場或磁場將離子俘獲并囚禁在一定范圍內(nèi)的裝置。如圖所示為最常見的“四極離子陷阱”的俯視示意圖，四根平行細桿與直流電壓和疊加的射頻電壓相連，相當(dāng)于四個電極，相對的電極帶等量同種電荷，相鄰的電極帶等量異種電荷。在垂直于四根桿的平面內(nèi)四根桿的連線是一個正方形abcd，A、C是a、c連線上的兩點，B、D是b、d連線上的兩點，A、C、B、D到正方形中心O的距離相等。下列判斷正確的是(　　) A．D點的電場強度為零 B．A、B、C、D四點電場強度相等 C．A點電勢比B點電勢高 D．O點的電場強度為零 [解析]　根據(jù)電場的疊加原理，a、c兩個電極帶等量正電荷

23、，其中點O的合場強為零，b、d兩個電極帶等量負電荷，其中點O的合場強為零，則O點的合場強為零，D正確；同理，D點的場強水平向右，A錯誤；A、B、C、D四點的場強大小相等，方向不同，B錯誤；由電場特點知，A點電場方向由A指向O，B點電場方向由O指向B，故φA>φO，φO>φB，則φA>φB，C正確。 [答案]　CD [題型技法]　多個點電荷在空間某處產(chǎn)生的電場強度為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場強度的矢量和，疊加時考慮對稱性可以簡化計算，如例題將四個電極分為ac、bd兩兩進行合成分析。 方法(二)　對稱法 [例2]　如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三

24、個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷，已知b點處的場強為零，則d點處場強為(　　) A．k　水平向左　　　　　 B．k　水平向右 C．k　水平向左 D．k　水平向右 [解析]　電荷量為q的點電荷在b點處產(chǎn)生的電場強度為E＝k，而b點處的場強為零，則圓盤在此處產(chǎn)生電場強度也為E＝k。由對稱性可知圓盤在d點處產(chǎn)生電場強度大小仍為E＝k。而電荷量為q的點電荷在d點處產(chǎn)生的電場強度大小為E′＝k＝k，由于兩者在d點處產(chǎn)生電場強度方向相同，所以d點處合場強大小為E＋E′＝k，方向水平向右，故選項D正確，A、B、C錯誤。 [答案]　D

25、[題型技法]　利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點，使復(fù)雜電場的疊加計算問題大為簡化。 方法(三)　補償法 [例3]　均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球面頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM＝ON＝2R。已知M點的場強大小為E，則N點的場強大小為(　　) A.－E B. C.－E D.＋E [解析]　左半球面AB上的正電荷產(chǎn)生的電場等效為帶正電荷量為2q的整個球面的電場和帶電荷量為－q的右半球面的電場的合電場，則E＝k－E′，E′為帶電荷

26、量為－q的右半球面在M點產(chǎn)生的場強大小。帶電荷量為－q的右半球面在M點的場強大小與帶正電荷量為q的左半球面AB在 N點的場強大小相等，則EN＝E′＝k－E＝－E，A正確。 [答案]　A [題型技法]　將有缺口的帶電圓環(huán)補全為圓環(huán)，或?qū)肭蛎嫜a全為球面，然后再應(yīng)用對稱的特點進行分析，有時還要用到微元思想。 方法(四)　微元法 [例4]　如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點，OP＝L，試求P點的場強。 [解析]　設(shè)想將圓環(huán)看成由n個小段組成，當(dāng)n相當(dāng)大時，每一小段都可以看成點電荷，其所帶電荷量Q′＝，由點電荷場強公式可求

27、得每一小段帶電體在P處產(chǎn)生的場強為E＝＝。由對稱性知，各小段帶電體在P處場強E的垂直于中心軸的分量Ey相互抵消，而其軸向分量Ex之和即為帶電圓環(huán)在P處的場強EP， EP＝nEx＝nkcos θ＝k。 [答案]　k [題型技法]　將帶電體分成許多電荷元，每個電荷元看成點電荷，先根據(jù)庫侖定律求出每個電荷元的場強，再結(jié)合對稱性和場強疊加原理求出合場強。 “融會貫通”歸納好——電場中的力電綜合問題 [典例]　如圖所示，上下平行放置的兩帶電金屬板，相距為3l，板間有豎直向下的勻強電場E。距上板l處有一帶電荷量為＋q的小球B，在B上方有帶電荷量為－6q的小球A，他們質(zhì)量均為m，用長度為l

28、的絕緣輕桿相連。已知E＝。讓兩小球從靜止釋放，小球可以通過上板的小孔進入電場中(重力加速度為g)。求： (1)B球剛進入電場時的速度v1大??； (2)A球剛進入電場時的速度v2大??； (3)B球是否能碰到下金屬板？如能，求剛碰到時的速度v3大小。如不能，請通過計算說明理由。 [解析]　(1)B球進入電場前，兩小球不受電場力作用，只受重力作用，做自由落體運動。 v12＝2gl，解得v1＝。 (2)A球進入小孔前，只有B球受電場力， F＝qE＝mg，方向豎直向下 系統(tǒng)受力分析如圖甲所示 由牛頓第二定律可得： F＋2mg＝2ma1 解得a1＝ 系統(tǒng)做勻加速直線運動 v22＝

29、v12＋2a1l 代入數(shù)據(jù)解得v2＝。 (3)當(dāng)A、B球全部進入電場后，系統(tǒng)受力如圖乙所示 6qE－qE－2mg＝2ma3 解得a3＝ 設(shè)系統(tǒng)速度為零時沒到達下金屬板 設(shè)停下來時通過的距離為H H＝，代入數(shù)據(jù)得：H＝<2l， 故B球不能碰到下金屬板。 [答案]　(1)　(2)　(3)不能，理由見解析 [反思領(lǐng)悟]　 帶電體在電場中力電綜合問題的分析思路 [針對訓(xùn)練] 1．如圖所示，光滑絕緣水平面上兩個相同的帶電小圓環(huán)A、B，電荷量均為q，質(zhì)量均為m，用一根光滑絕緣輕繩穿過兩個圓環(huán)，并系于結(jié)點O。在O處施加一水平恒力F使A、B一起加速運動，輕繩恰好構(gòu)成一個邊長為l的

30、等邊三角形，下列說法正確的是(　　) A．小環(huán)A的加速度大小為 B．小環(huán)A的加速度大小為 C．恒力F的大小為 D．恒力F的大小為 解析：選B　設(shè)輕繩的拉力為T，則對A：T＋Tcos 60°＝k；Tcos 30°＝maA，聯(lián)立解得：aA＝，選項B正確，A錯誤；恒力F的大小為F＝2Tcos 30°＝T＝，選項C、D錯誤。 2.(2017·北京高考)如圖所示，長l＝1 m 的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ＝37°。已知小球所帶電荷量q＝1.0×10－6 C，勻強電場的場強E＝3.0×103 N/C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)小球所受電場力F的大??； (2)小球的質(zhì)量m； (3)將電場撤去，小球回到最低點時速度v的大小。 解析：(1)F＝qE＝3.0×10－3 N。 (2)由＝tan 37°，得m＝4.0×10－4 kg。 (3)由mgl(1－cos 37°)＝mv2， 得v＝＝2.0 m/s。 答案：(1)3.0×10－3 N　(2)4.0×10－4 kg　(3)2.0 m/s