质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向

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质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α=30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α=30°，求：
（1）A、B小球电性及所带电荷量Q；
（2）外加匀强电场的场强E．魔方格

答案

解析：（1）由乙图可知，A受电场力向左，沿电场方向，故A球带正电，故B球一定带负电
两小球相距
d=2l-2lsin 30°=l
由A球受力平衡可得：mgtanα=k

解得：Q=

I．
（2）外加电场时，两球相距d′=2l+2lsin 30°=3l
根据A球受力平衡可得：EQ-k

(3I)2

=mgtanα
解得：E=

mgk

．
答：（1）A带正电，B带负电；带电量Q=

I；
（2）电场强度为

mgk

．

举一反三

水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L=1m，M和P之间接入电动势为E=10V的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方，如图所示．问：
（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？魔方格

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如图所示，一根长L=2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中，其A．B两端正好处于电场的左右边界上，倾角α=37°，电场强度E=10³V/m，方向竖直向下，管内有一个带负电的小球，质量m=10^-4 kg，电荷量q=2×10^-6 C，从A点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为5，求：
（1）小球运动过程中所受的摩擦力的大小；
（2）则小球从B点射出时的速度．（取g=10m/s²；sin37°=0.6，cos37°=0.8）．魔方格

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一座平顶房屋，顶的面积S=40m²．第一次连续下了t=24小时的雨，雨滴沿竖直方向以v=5.0m/s的速度落到屋顶，假定雨滴撞击屋顶的时间极短且不反弹，并立即流走．第二次气温在摄氏零下若干度，而且是下冻雨，也下了24小时，全部冻雨落到屋顶便都结成冰并留在屋顶上，测得冰层的厚度d=25mm已知两次下雨的雨量相等，冰的密度为9×10²kg/m³．由以上数据可估算得第二次下的冻雨结成的冰对屋顶的压力为______N，第一次下雨过程中，雨对屋顶的撞击使整个屋顶受到的压力为______N．

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如图，为光滑平行异形导轨ABCD与abcd，导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中，BC段导轨宽度为CD段轨道宽度2倍，轨道足够长．将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道上的AB和CD段，将P棒据水平轨道高为h的地方由静止释放，使其自由下滑，求：P棒和Q棒的最终速度．魔方格

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如图所示，一轻弹簧悬于天花板上，其劲度系数为k=400N/m，在弹簧的下端挂一物块A，用一橡皮筋把A和另一同质量的物块B沿水平方向紧紧束在一起，A和B接触面间的最大静摩擦力足够大，g=10m/s²，不计空气阻力．整个装置处于平衡状态时，弹簧的伸长量为5cm，现将A向上托起使弹簧的压缩量为5cm后从静止释放，A和B一起做竖直方向的简谐运动．在振动的最高点和最低点处A物块对B物块的静摩擦力的大小之比为（　　）

A．3：1

B．1：3

C．1：1

D．1：2

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