题目内容
5.将一带电量为+Q的点电荷固定在空间中的某一位置处,有两个质量相等的带电小球A、B分别在Q下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动,且运动轨迹处在以Q为球心的同一球面上,如图所示.若A、B所带电量很少,两者间的作用力忽略不计,取无穷远处电势为零,则下列说法中正确的是 ( )A. | 小球A、B所带电荷量相等 | |
B. | 小球A、B运动轨迹上的各点电势相等 | |
C. | 小球A、B运动轨迹上的各点场强相同 | |
D. | 库仑力刚好提供小球做匀速圆周运动所需的向心力 |
分析 AB两个小球都做匀速圆周运动,合外力提供向心力,小球受到重力和库仑力,合力提供向心力,据此分析库仑力的大小,从而分析电量关系,电场强度是矢量,有大小也有方向,以Q为球心的同一球面是等势面.
解答 解:A、AB两个小球都做匀速圆周运动,合外力提供向心力,小球受到重力和库仑力,合力提供向心力,
设小球与Q的连线与竖直方向的夹角为θ,则有:
${F}_{库}=\frac{mg}{sinθ}$,由于θ不等,则库仑力不等,而AB小球到Q的距离相等,所以小球A、B所带电荷量不相等,故A错误;
B、以Q为球心的同一球面是等势面,则小球A、B运动轨迹上的各点电势相等,故B正确;
C、小球A、B运动轨迹上的各点到Q点的距离相等,场强大小相等,但是方向不同,所以电场强度不相同,故C错误;
D、小球受到重力和库仑力,合力提供向心力,故D错误.
故选:B.
点评 解答本题要注意电场强度是矢量,只有大小和方向都相同,才能说电场强度相同,知道匀速圆周运动由合外力提供向心力,难度适中.
练习册系列答案
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