发布时间 : 星期四 文章专题01 力与物体的平衡-2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍(解析版)更新完毕开始阅读
(1)遵循平衡条件：与纯力学问题的分析方法相同，只是多了电场力，把电学问题力学化可按以下流程分析：
(2)遵循电磁学规律：①要注意准确判断电场力方向．
②要注意电场力大小的特点：点电荷间的库仑力大小与距离的平方成反比，电荷间相互作用力遵循牛顿第三定律．
二 磁场力作用下的平衡问题 1．安培力
(1)大小：F＝BIL，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度．当B∥I时F＝0. (2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面． 2．洛伦兹力
(1)大小：F＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F＝0.
(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功． 3．立体平面化
该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成，难点是该模型具有立体性，解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系． 4．带电体的平衡
如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则通常是匀速直线运动．
【突破训练】
1.(2019·安徽宣城二模)如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷 C．a、b小球电量之比为33 D．a、b小球电量之比为 69
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【答案】 D
【解析】 对c分析，受到重力、环的支持力以及a与b的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力，或都是排斥力，则a与b的电性必定是相同的，B错误；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力，对a分析，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力在竖直方向上，环的支持力与b对a的库仑力都在a与b的连线上，将环的支持力与b对a的库仑力合成，不论合力的方向是从a到b还是从b到a，若a、c带同种电荷，a所受合力都不可能为零，故a、c带异种电荷，A错误；设环的半径为R，a、b、c三个小球的带电量分别为qa、qb和qc，由几何关系可得lac＝R，lbc＝3R，a与bkqaqckqbqc
对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则有2·sin60°＝2·sin30°，
laclbcqa3
解得＝，故C错误，D正确。
qb92.(2019·浙江新高考研究联盟第二次联考)如图所示，两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为5d的光滑水平面上，另有一个带电小球A，悬浮于空中不动，此时A离Q1的距离为4d，离Q2的距离为3d.现将带电小球A置于水平面上某一位置，发现A刚好静止，则此时小球A到Q1、Q2的距离之比为( )
A.3∶2 B．2∶3 C．3∶4 【答案】 B
Q1qQ2q
【解析】 小球A悬浮于空中时，Q1对其库仑力F1＝k，Q对其库仑力F＝k，受力分析如图所示， 22
?4d?2?3d?2
D．4∶3
Q14
由几何关系知θ＝37°，由平衡条件知F1＝mgsin 37°，F2＝mgcos 37°，得＝.将A置于水平面上静止，则
Q23Q1qQ2qr12
k2＝k2，得＝，故选B. r1r2r23
3.(2019·重庆南开中学高三4月模拟)如图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，静止的导体棒ab垂直放置在导轨上并通以从b到a的恒定电流，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝
3，在竖直平面内加与导体棒3
ab垂直的匀强磁场，发现无论磁感应强度多大都不能使导体棒运动，则磁场的方向与轨道平面的夹角最大为( )
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A．30° B．45° C．60° D．90° 【答案】 A
【解析】 无论磁感应强度多大，即无论安培力多大，导体棒都不能运动，故安培力斜向下方，对导体棒受力分析如图所示，
由题意可知，安培力的水平分力不大于导体棒与导轨间的最大静摩擦力，即有：Fsinθ≤μ(mg＋Fcosθ)，当磁感应强度足够大时，由数学关系可知，mg＋Fcosθ≈Fcosθ，即当tanθ≤μ时，无论安培力多大，导体棒都不能运动，因为μ＝
3
，得：θ≤30°，故A正确。 3
4.如图所示，在一竖直平面内，y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B，y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2。一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成θ＝37°角沿直线经P点运动到图中C点，其中m、q、B均已知，重力加速度为g，则( )
A.微粒一定带负电 B.电场强度E2一定竖直向上 E145mgC.两电场强度之比＝ D.微粒的初速度为v＝ E234qB【答案】 BD
【解析】 微粒从A到P受重力、电场力和洛伦兹力作用做匀速直线运动，由左手定则及静电力的性质可确定微粒一定带正电，选项A错误；此时有qE1＝mgtan 37°，微粒从P到C在静电力、重力作用下做直线E13
运动，必有mg＝qE2，所以E2的方向竖直向上，选项B正确；由以上分析可知＝，选项C错误；AP段
E24有mg＝qvBcos 37°，即v＝
5mg
，选项D正确。 4qB
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