题目内容
【题目】如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时,A对B的静电力为B所受重力的0.5倍,则下列说法中正确的是(两球均可看作点电荷)( )
A.此时丝线长度为
B.以后由于A漏电,B在竖直平面内缓慢运动,到θ=0°处A的电荷尚未漏完,在整个漏电过程中,丝线上拉力大小保持不变
C.若保持悬点C位置不变,缓慢缩短丝线BC的长度,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧
D.若A对B的静电力为B所受重力的倍,要使B球依然在θ=30°处静止,则丝线BC的长度应调整为h或h
【答案】BCD
【解析】
A.当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍,B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°,处于平衡,根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直,此时丝线长度为,选项A错误;
B.而由三角形相似可知
则在整个漏电过程中,丝线上拉力T大小保持不变,选项B正确;
C.以C点为原点,以CA方向为y轴,垂直CA方向向右为x轴建立坐标系,设B点坐标为(x,y),则由几何关系
消掉θ角且整理可得
缓慢缩短丝线BC的长度,最初阶段BC的长度变化较小,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧,选项C正确;
D.若A对B的静电力为B所受重力的倍,则B静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时,对B受力分析,G、F与T,将F与T合成,则有
解得
根据余弦定理可得
解得
BC=h或h
选项D正确。
故选BCD。
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