1、留孔洞,待拆架后进行封堵。图5.2.7-1 拉杆拉结螺栓 图5.2.7-2 拉杆穿飘窗板处拉杆穿墙螺栓套筒预埋完成后,即可浇筑悬挑层脚手架的上层结构混凝土,浇捣、养护方法,同悬挑层结构混凝土施工。 5.2.8 拉杆安装 悬挑层上层结构混凝土施工完成后,开始进行拉杆的安装。 安装拉杆时,先将两头的拉杆通过套筒组件连接好,调整到合适的长度。然后,分别紧固上节拉杆、下节拉杆,并旋转至预紧状态,此时各拉杆预紧拉力要保持一致。最后将销栓穿过型钢支座挑出端的预留孔洞,并在销栓穿出钢板端使用开口销,防止销栓横向移动,使下节拉杆与型钢支座连接紧固。 由于拉杆拉结点在型钢侧边,拉杆拉力对型钢产生扭矩,所以在实际
2、操作时,相邻型钢拉杆不得位于型钢的同一侧。拉杆安装完成后,拆除临时顶托。图5.2.8-1 拉杆套筒 图5.2.8-2 拉杆上节结构节点图5.2.8-3 销栓连接插入端 图5.2.8-4 销栓连接穿出端 5.2.9 脚手架使用 新型悬挂脚手架安装完成,进行安全性能检测,合格后,方可进行上一层脚手架搭设。 5.2.10 脚手架拆除 1 脚手架拆除,严格按照先搭后拆、后搭先拆的原则进行。同时,拆除作业应由上至下、逐层拆除,严禁上下同时作业。 2 拆除前,先全面检查脚手架的扣件连接、拉接件、支撑体系的安全完全完整性,并根据检查结果制定完善的拆除方案和安全防护措施,对作业工人进行拆除安全技术交底,清理脚
3、手架上的杂物及未处理垃圾。 3 脚手架拉接件必须随着脚手架逐层拆除,分段拆除高差不应大于两步,如高差大于两步应增设连墙件加固。对不拆除的脚手架两端应按规定设置连墙件和横向斜撑加固。 4 脚手架架体完全拆除后,方可进行拉杆拆除。 5 型钢支座最后拆除,转角处与预埋钢板焊接的型钢支座,使用气割拆除。6、材料与设备6.1 材料主要材料有:48.3mm3.6mm钢管,普通5.6级、不小于28的螺栓,十字扣件、旋转扣件、对接扣件,16号工字钢,10号工字钢,Q235-A22圆钢斜拉杆及Q345钢套筒,200mm250mm12mm的连接钢板,顶托,木板、钢筋网片、密目安全网等。 6.2 机具设备 表6.2
4、 主要机具设备序号机具设备名称规格/型号用途数量1游标卡尺0.02mm检查焊接钢管直径及厚度6把2钢卷尺制动式(5m)测量脚手架搭设步距和跨距12把3钢卷尺摇卷盒式(50m)搭设脚手架前确定跨距6把4塞尺100mm检查钢管两端面切斜偏差2把5水平尺HD-96B检查水平杆高度2把6角尺250mm检查剪力撑与地面间倾角2把7水准仪DS3-Z保证悬挑梁处于同一标高1台8经纬仪J2-2检验脚手架架体垂直度1台9扭力扳手预制式(20-100Nm)紧固扣件螺栓2把10电动扳手电动型紧固扣件螺栓6台11电焊机BS-330工字钢与锚固筋焊接1台12切割机J3G-400钢管拉接件下料1台13电阻测试仪ZC29B
5、-2检测避雷接地电阻值1台7 质量控制 7.1 执行规范及标准7.1.1 钢结构设计规范 GB50017-2003 7.1.2 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 7.1.3 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2012 7.1.4 钢管脚手架扣件 GB15831-2006 7.1.5 混凝土结构设计规范 GB50010-2010 7.1.6 钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2012 7.1.7 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130-2011 7.1.8 建筑施工工具式脚手架安全技术规范 JGJ202-2010 7.2 质量控制措施 7.2.1 本工法使用的工字钢
6、、拉杆、螺栓等各构件在工厂统一定型化加工制作,严格把关,保证构件精度。 7.2.2 原材料应严格按设计图纸进行合理断料,主梁与预埋铁焊接时,其端部应光滑、平整,与预埋铁接触严密;各悬挑梁、连系杆、预埋铁等均为整材。 7.2.3 型钢室外堆放时,要求垛面略有倾斜,便于排水,且工字钢立面朝上,以免槽面积水生锈。同时,注意材料安放平直,防止弯曲变形。 7.2.4 预埋钢套管时,复核钢套管预埋位置,钢套管与梁下部主筋焊接定位,结构浇筑混凝土时,应避免震动棒接触套管,防止套管偏位,从而影响型钢安装。 7.2.5 焊接时,必须将各杆件、板材、圆钢、钢管连接表面的焊缝每边3-5cm范围内的水泥浆、泥浆、油污
7、、铁锈、毛刺及潮气清除干净,露出金属光泽后方可施焊。7.2.6 对各杆件尽量采用对称施焊,防止随意加大焊肉,引起变形和焊接应力集中,不得在焊缝外母材上引弧。 7.2.7 各杆件、板材等严格按图施工,保证焊缝尺寸、焊缝不得有夹渣、缺网、气孔、咬边等现象。施焊应及时清除焊渣,以保证焊缝质量。 7.2.8 浇筑结构混凝土前,应对支模体系的平整度,垂直度进行检查、校正,保证安装型钢的梁侧混凝土面的平整度、垂直度满足要求。 7.2.9 安装型钢时,由于上部结构未施工,此时拉杆无法安装,应及时通过下层脚手架对应立杆安装顶托,对型钢进行临时支撑,防止型钢连接钢板在穿墙螺栓孔附近发生变形。 7.2.10 在型
8、钢底座上搭设脚手架时,脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法符合规范要求。 8 安全措施8.0.1 脚手架构架、结构、拉接件等必须经过设计,复核承载力,制定完整的脚手架搭设、使用和拆除施工方案。 8.0.2 机械设备定人、定岗,机械操作工、电焊工等特种作业人员必须持证上岗。 8.0.3 施工前对各班组及工操作工人作好安全技术交底,使安全工作达到标准化、规范化,并应设专职人员进行检查,排除安全隐患。 8.0.4 脚手架作业人员必须正确佩戴安全帽、安全带进行施工。 8.0.5 脚手架应有可靠的安全防护设施,按照相关规定沿脚手架外围搭设水平安全网,防护栏必须自上而下用安全立网封闭。 8.0.6 施
9、工作业场所有坠落可能的物件,应撤出或加以固定,防止物件坠落伤人。 8.0.7 脚手架不得作为材料堆放场,其上堆放必要物件时,应堆放平稳,不得妨碍通行和装卸。 8.0.8 工具应随手放入工具袋,作业中的走道、通道板等应及时清扫,拆卸物件应及时清理运走,传递物件禁止抛掷。8.0.9 在脚手架上进行电焊作业时,必须有防火措施和专人看管。 8.0.10 焊机、电动扳手等设备要有良好的避雷接地装置,且必须经验收合格后方可投入使用,雨天禁止进行电焊作业。 8.0.11 型钢支座安装前及拆除时,须在其下部脚手架处加设临时顶托,以确保脚手架作业安全。 8.0.12 脚手架拆除时,严格按照由上而下、先搭后拆的原
10、则进行,即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑,后拆小横杆、大横杆、立杆等,并坚持一步一清,严禁上下同时拆除作业。 9 环保措施9.0.1 施工前,制定环境保护措施,根据工程的实际情况识别评价所属工作范围内的环境因素,并建立重要环境因素清单,将新出现的环境因素以环境因素调查表的形式反馈给项目负责人。 9.0.2 优化施工方案,合理安排工期,尽量不安排在夜间施工,避免对外界造成噪声和光污染。9.0.3 钢材堆放区域安排合理,要求位置整齐、分类堆放,尽量避免或减少材料的二次搬运,减少材料损耗。 9.0.4 文明施工,及时清理施工现场,采取喷洒水降低扬尘污染。 9.0.5 施工使用的型钢等材料应及时收集、清理,
11、不得随意乱扔、乱放。 10 效益分析10.1 经济效益10.1.1 针对两种脚手架的主材及用量不同,选取悬挑层截面尺寸为21m36m的一幢18层高楼为例,以造价信息网和市场询价为型钢、拉杆等构件费用计取依据,将可调拉杆式悬挂脚手架与传统悬挑脚手架材料差异性成本对比见表10.1.1。 表10.1.1 可调拉杆式悬挂脚手架与传统悬挑脚手架材料差异性成本对比表方案明细传统悬挑脚手架可调拉杆式悬挂脚手架说明每一悬挑层型钢支座数量=(21m+36m)/1.5m+2 2=80根补洞费用14工日260元/工日=3640元-材料费1、16#工字钢工程量 1.2m(1+1.25) 倍20.5kg/m80根=44
12、28kg=4.428t单价:3746元/t小计:4.428t3746元/t=16587.29元2、斜拉钢丝绳主材单价:45元/根小计:45元/根80根=3600元3、U型钢筋拉环或预埋螺栓(含铁板)主材价格:16元/套加工费用:10元/套小计:3套(16+10)元/套80根=6240元1、16#工字钢工程量:1.2m20.5kg/m80根=1968kg=1.968t单价:3746元/t小计:1.968t3746元/t=7372.13元2、可调拉杆(含套筒)主材单价:100元/套制作加工费:48元/套小计:(100+48)元/套80根/6次=1973.33元3、穿墙螺栓(含预埋套管和铁板垫块)主
13、材价格:16元/套加工费用:10元/套小计:3套(16+10)元/套80根/6次=1040元小计30067.29元10385.46元补充说明1、可调拉杆式悬挂脚手架无人工补洞费用;2、传统脚手架每一悬挑段使用U型钢筋拉环或预埋螺栓3个; 3、可调拉杆式悬挂脚手架使用穿墙螺栓等构件可周转使用至少6次; 4、主材价格主要以杭州造价信息网2014年1月份公布的市场价为计取依据,杭州造价信息网上未涉及主材以市场询价为依据。10.1.2 悬挑层截面尺寸为21m36m的一幢18层高楼采用本工法,相较于传统脚手架,由表10.1.1可以得出以下结论: 由于悬挂脚手架支座无需锚固,可至少节约55.5%的型钢用量
14、,型钢、拉杆、穿墙螺栓等构件损耗率降低,可周转使用至少6次,重复利用率高,相较于传统脚手架施工,每一悬挑层可实际节省费用19681.82元,可节省约65%成本费用。 10.1.2 型钢支座和拉杆与建筑结构连接时,使用穿墙螺栓,无需在结构上进行开洞,每一悬挑层可节省了二次收尾工作的时间约5天。 10.2 社会效益10.2.1 可调拉杆、套筒拆装操作简单方便,可节约施工时间,转角处加设拉杆,参与悬挑支座受力,可提高脚手架整体安全性。 10.2.2 型钢支座施工时,无需在结构开洞,不存在后期补洞的过程,消除了因补洞引起外墙渗水的隐患,社会效益显著。11 工程实例11.0.1 杭政储出(2010)25
15、号地块工程位于浙江省杭州市机场路以西、同协路以南,该工程包括 1#18#楼18栋高层、商业用房和一层地下车库,总建筑面积约208760.90,其中一层地下室约为57920.1。本工程采用可调拉杆式悬挑脚手架,解决了型钢悬挑层因砌体补洞引起外墙渗水问题,取得了较好的社会效益。同时,本工法中型钢支座无需设置锚固段,相较于传统脚手架,可节约55.56%的型钢用量,经济效益显著。该工法在本工程的应用中,共节省材料费约53.19万元,缩短工期35天。 11.0.2 嘉兴城南路西常睦路南住宅项目工程,位于嘉兴市经济开发区城南路西侧、常睦路南侧,总建筑面积约84397,包括5栋高层住宅, 5栋多层住宅。本工
16、程的3#、4#、5#、7#、9#楼为多层住宅,地下1层,地上11层,建筑高度35米,从3层开始使用可调拉杆式悬挂脚手架。本工程中使用的脚手架型钢构件可定型化生产,周转使用次数多,大大节约成本,并无需预留孔洞,方便二次结构砌筑,且拆除过程安全系数高。 11.0.3 嘉兴秀洲新区45#地块,位于嘉兴市秀洲大道北侧,南临成秀路,东临中港路,总建筑面积109315,由7栋2530层高层住宅及一个18000的联体地下车库组成,其中4#、7#楼为高层住宅,地下层,地上28层,建筑高度85.55米。该工程从6层开始采用可调拉杆式悬挑脚手架,加快了脚手架施工进度,缩短工期约18天;节省直接材料费约41.37万
17、元。可调拉杆式悬挂脚手架施工工法1前言传统的型钢悬挑脚手架,一般采用U型钢筋拉环或锚固螺栓将型钢固定在混凝土梁板结构上,型钢固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍,型钢需求量较大,且存在后期补洞问题而导致外墙渗漏水问题多发。2特点及适用范围一、特点可调拉杆式悬挂脚手架结构形式独特,上节拉杆和型钢支座的端部通过穿墙螺栓与墙(梁)侧面连接,墙(梁)内预埋套管,型钢支座无需埋入剪力墙处,拉杆拉结也无需在模板上开洞预埋拉环,不存在后期补洞过程,消除因补洞引起外墙渗漏水隐患,保证工程质量。 型钢支座一端通过穿墙螺栓(或预埋钢板)与墙(梁)结构进行连接,悬挑支座无需锚入1.25倍的悬挑长度,可至少节约5
18、5.56%的型钢用量。 拉杆拉结无需在模板上开洞预埋拉环,尤其是对铝模、钢模等,可减少损耗,提高模板重复利用率,降低成本。 型钢支座和上节拉杆通过预埋穿墙螺栓与墙(梁)结构连接,除角部外,拆除时无需切割,不会对螺栓造成损耗;同时,拆除后的可调拉杆可周转利用,拉杆、螺栓等构件重复利用率高,节约成本。 由于悬挑层楼面上无型钢支座锚入,可穿插进行砌筑、地面抹灰等工序,后续工作施工方便,节省工期。由于拉杆、套筒组件、型钢支座等构件可在工厂定型化生产,构件尺寸精度高,质量可靠,可减少劳动力投入,缩短施工工期。二、适用范围适用于一般高层建筑悬挑脚手架施工,对建筑平面相对简单、线条较少的建筑尤为适用。3工艺
19、流程工艺流程新型悬挑脚手架体系标准层脚手架4效益分析悬挑层截面尺寸为21m36m的一幢18层高楼采用本工法,相较于传统脚手架(主材价格主要以杭州造价信息网2014年1月份公布的市场价为计取依据,杭州造价信息网上未涉及主材以市场询价为依据)可以得出以下结论:由于悬挂脚手架支座无需锚固,可至少节约55.5%的型钢用量,型钢、拉杆、穿墙螺栓等构件损耗率降低,可周转使用至少6次,重复利用率高,相较于传统脚手架施工,每一悬挑层可实际节省费用19681.82元,可节省约65%成本费用。型钢支座和拉杆与建筑结构连接时,使用穿墙螺栓,无需在结构上进行开洞,每一悬挑层可节省了二次收尾工作的时间约5天。可调式钢拉
20、杆型钢悬挑脚手架在高层建筑施工中的应用可调钢拉杆型钢悬挑脚手架适用性较强,常规民用建筑均可使用。悬挑型钢加工规格统一,可实现定型化、工具化生产,周转率高。避免不同项目多次截裁造成的材料损耗,符合节约化工地要求。与传统型钢悬挑脚手架相比,可调钢拉杆型钢悬挑脚手架避免了型钢伸入建筑体内的弊端,对后期砌体砌筑、地坪浇筑等都没有影响,减少了外墙洞口封堵、修补的工作量,大幅降低了外墙渗漏水的隐患,提升整体施工质量。某工程是一处高档精装修住宅小区,由5幢高层、3幢多层建筑及附属建筑组成,地上总建筑面积 9.1万m。高层建筑均为剪力墙结构,层数为2232,层高为2.953.15m,建筑高度70.399.8m
21、。建筑立面进退层次较多,挑板线条复杂多变。脚手架方案选型根据工程实际,外脚手架采用落地脚手架结合型钢悬挑脚手架形式。其中,落地脚手架搭设高度范围为19层,悬挑脚手架每挑高度不超过6层,即最大悬挑高度为18.9m。根据 JGJ 1302011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第6.10.5规定:固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍。若悬挑脚手架采用传统工艺形式,则会产生用钢量较大、现场搬运及施做难度较大、不利于精装修工程的提前施工等不利因素。因此,该工程悬挑型钢脚手架决定参照 DGJ32/J1212011建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程,采用可调钢拉杆型钢悬挑脚手架。可调钢拉杆型钢悬挑
22、脚手架构造可调钢拉杆型钢悬挑脚手架体系由工字钢、 直径20mm 圆钢斜拉杆(带定制可调花篮螺栓)、上下固定钢板及高强螺栓组成。悬挑型钢采用16号工字钢,外端焊有连接板,里端焊有端板。外端连接板通过螺栓与钢拉杆连接,里端端板通过高强螺栓与建筑主体连接。钢拉杆采用20的HPB300级圆钢,分上下两部分。钢拉杆中间采用可调定制花篮螺栓连接,可调长度不小于20cm,以适应不同层高的要求。建筑物转角处的节点处理该工程脚手架体系的运用难点在于建筑物转角处型钢布置。此部位悬挑型钢长度较长,且有飘窗凸板,造成圆钢拉杆上端无法采用常规螺栓固定的方法。经研究,该部位悬挑型钢采用斜45布置。圆钢拉杆上端采用结构梁内
23、侧反向螺栓固定,为方便调整角度,钢拉杆上端固定板构造如图1所示。图1 钢拉杆上端连接处构造示意(a)立面;(b)侧立面加工制作要求(1)该型钢悬挑脚手架体系应由具备钢结构加工制作资质的专业分包单位完成,加工前由钢结构专业分包单位根据技术交底完成加工翻样图并经项目技术部门确认。(2)该体系所用构件须符合现行国家产品标准,规格、尺寸、厚度等均须满足设计方案要求。(3)悬挑型钢端板、连接板焊缝尺寸须符合设计要求,焊缝表面应平整,无裂缝、气孔、夹渣和漏焊等明显缺陷,同时,还需随机对悬挑型钢焊缝进行无损超声波探伤检测。(4)所有钢构件出厂前须进行防锈处理,二度防锈漆,不得漏漆,无透底、流坠和起皮现象。型
24、钢安装注意事项(1)安装顺序为:搭设准备外墙框架梁(墙预埋套管)本层结构混凝土浇筑安装悬挑工字钢梁(临时搁置下层脚手架上)上一层结构施工完成安装可调钢拉杆收紧花篮螺栓验收脚手架搭设。(2)安装前需根据施工方案对预埋套管位置、悬挑型钢长度、数量、规格进行仔细核对,对悬挑型钢构配件进行外观检查,发现连接件、端板出现焊缝表面裂缝、焊瘤等质量缺陷要坚决拒用。(3)悬挑型钢的安装质量依赖于混凝土结构的浇筑质量,故应严格控制外墙梁(墙)处的混凝土结构质量,浇筑前按模板验收规范进行模板工程验收。(4)待混凝土梁(墙)侧模板施工后可安装悬挑型钢梁,一般应在混凝土浇筑后48h进行。在可调钢拉杆未安装之前,悬挑型
25、钢梁搁置在下部已搭设的脚手架上。在悬挑型钢梁可调钢拉杆安装、调紧之前,不得拆除下部脚手架。(5)因结构施工需要,脚手架需继续向上搭设第九章电场综合检测一、选择题(本题共12小题,共48分,在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1(2008广东文科基础)图是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是()AQ是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度【解析】由电场线的方向知,Q是正电
26、荷,由点电荷的场强公式Ek知,A点的电场强度大于B点的电场强度,故选A.【答案】A2如图所示,虚线是等量异种点电荷所形成的电场中每隔一定电势差所描绘的等势线,其中B和C关于两电荷的连线对称现用外力将一个正试探电荷沿着图中实线所示的轨迹,按照箭头所指方向从A缓慢移动到F.在此过程中该外力所做正功最多的区间是()AABBCDCDEDEF【解析】由等量异种电荷电场的分布特点可知,A和D是等势点,B和C也是等势点,正试探电荷从A到B的过程,电场力做正功,所以外力F做负功;从CD电场力做负功,则外力F做正功;DE的过程中,电场力做正功,所以外力F做负功;EF的过程中,电场力做负功,则外力F做正功,从图中
27、要以看出,CD之间的电势差要大于EF的电势差,所以外力所做正功最多的区间是CD.【答案】B3(2009高考海南卷)一平行板电容器两板板间距为d、极板面积为S,电容为0S/d,其中0是常量对此电容器充电后断开电源当增加两板间距时,电容器极板间()A电场强度不变,电势差变大B电场强度不变,电势差不变C电场强度减小,电势差不变D电场强度减小,电势差减小【解析】本题考查平行板电容器的电容、电压和电量的关系,以及匀强电场中电场强度与电压的关系,意在考查考生对匀强电场中有关量的关系以及应用这些关系解决具体问题的能力;由题可知电容器充电后断开电源,故电容器的带电量保持不变,当增大两极板间的距离时,由C可知,
28、电容器的电容变小,由U可知电压变大,又由E可得E,所以电场强度不变,A正确【答案】A4(2009高考山东理综)如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷Q和Q,x轴上的P点位于Q的右侧下列判断正确的是()A在x轴上还有一点与P点电场强度相同B在x轴上还有两点与P点电场强度相同C若将一试探电荷q从P点移至O点,电势能增大D若将一试探电荷q从P点移至O点,电势能减小【解析】本题主要考查等量异种电荷形成的电场和电场力做功与电势能的变化,意在考查考生受力分析和运用数学知识处理物理问题的能力由点电荷产生的场强公式E和场强叠加知识得,若Q与O点的距离为x,P点与Q的距离为a,则可得P点场
29、强为EP,方向水平向左,根据对称性特点知,A正确,B错;根据等量异种电荷形成的电场特点知,O点电势为零,而P点电势小于零,故将q从P点移至O点,电场力做负功,其电势能一定增大【答案】AC5一负电荷从电场中A点静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的vt图象如图(甲)所示,则两点A、B所在区域的电场线分布情况可能是图(乙)中的() 【解析】从图(甲)可以看出负电荷在运动的过程中是变加速运动,a不断变大,因此所受到的电场力也不断变大,且和电荷运动方向相同,电场强度也不断变大,故选项C正确【答案】C6如图所示,三条虚线表示某电场中的三个等势面,其电势分别为110V,220V,330V,
30、一个带电粒子只受电场力作用,按图中实线轨迹从A点运动到B点,则()A粒子带负电B粒子在A点的速度大于在B点的速度C粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D粒子在A点的电势能大于在B点的电势能【解析】电场线方向总是垂直于等势面,且由高电势指向低电势,即电场线指向左侧物体在做曲线运动时所受的合力指向曲线弯曲的内侧,由带电粒子的运动轨迹可看出它所受到的电场力向右,即粒子带负电,A选项对;粒子从A运动到B时,逆着电场线方向运动,电场力做正功,粒子的动能增加,电势能减小,所以D选项对,B选项错,A点的电场线比B点的密,则粒子在A点所受到电场力大于在B点所受到的电场力,即粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
31、,C选项对【答案】ACD7如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比 ()A推力F将增大B竖直墙面对小球A的弹力减小C地面对小球B的弹力一定不变D两个小球之间的距离增大【解析】将A、B视为整体进行受力分析,在竖直方向只受重力和地面对整体的支持力FN(也是对B的支持力FN),将B向左推动少许后,竖直方向受力不变,所以FN(mAmB)g为一定值,C正确然后对B进行受力分析如图,由平衡
32、条件可知FNmBgF斥cos,向左推B,减小,所以F斥减小,由F斥k得:A、B间距离r增大,D正确而FF斥sin,减小,F斥减小,所以推力F减小,故A错将A、B视为整体时FFNA,所以墙面对小球A的弹力FNA减小,B正确故选项BCD正确【答案】BCD8(2010南昌调研)有一绝缘长木板放在光滑水平面上,质量为m,电荷量为q的物块沿长木板表面以一定的初速度自左向右滑动,由于有方向竖直向下的匀强电场,物块滑至长木板右端时相对木板静止,现仅将电场方向改为竖直向上,物块滑至板中央就相对静止,则()A物块带正电荷B物块带负电荷C匀强电场的场强大小为D匀强电场的场强大小为【解析】考查力电综合长木板与物块系
33、统动量守恒,设物块的初速度为v1,长木板长为L,根据动量守恒定律可知两种情况下系统最终以相同的末速度v2匀速运动,故动能变化相同对第一种情况由系统的功能关系有f1LEk,同理对第二种情况有f2LEk,联立可得2f1f2,故第一种情况下电场向下,物块带负电,B正确;由f1(mgEq),f2(mgEq),解得电场强度E,C正确【答案】BC9(2010湖北重点中学联考)如图所示,A为带电量为Q的圆形金属薄板(图中A板为侧视图),B为质量为m、电荷量大小为q的带负电小球,用绝缘丝线悬挂于O点小球由于电场力而静止在过金属板中心且垂直于金属板的直线上距板为r的位置,悬线与竖直方向的夹角为.关于小球所在位置
34、处的场强,下列说法中正确的是()A小球所在位置处场强大小为kQ/r2,方向水平向右B小球所在位置处场强大小为kQ/r2,方向水平向左C小球所在位置处场强大小为mgtan/q,方向水平向左D小球所在位置处场强大小为mgtan/q,方向水平向右【解析】因为带电圆形金属板不能看作点电荷,所以不能根据点电荷场强公式计算小球所在位置的场强,A、B错误;小球在重力、电场力和绳子拉力作用下平衡,根据平衡条件可求得小球所受电场力Fmgtan,根据场强的定义可知小球所在位置的场强E,方向与带负电小球所受电场力方向相反,即水平向左,C正确【答案】C10(2009江西九所重点中学联考)如图所示,质量分别是m1、m2
35、,电荷量分别为q1、q2的两个带电小球,分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点,已知:q1q2,m1m2,两球静止平衡时的图可能是()【解析】如图所示,做两球的受力分析示意图,根据牛顿第三定律,两球之间的库仑力相等,由相似三角形原理有:,即m1gL1m2gL2FL,因m1m2,故L1L2,D正确【答案】D11(2009北京东城区质检)如图所示,带正电的电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下沿顺时针方向做以Q点为焦点的椭圆运动,O为椭圆的中心,M、P、N为椭圆上的三点,M和N分别是轨道上离Q点最近和最远的点,则电子在运动的过程中 ()A在M点的速率最小B在N点的电势能最小C在P点受到的库仑力方向指向O点
36、D椭圆上N点的电势最低【解析】考查静电场中的电势、电势能及库仑定律本题可将电子绕正电荷运动等效为卫星绕地球运动,在M点为近地点,动能最大、势能最小,在N点为远地点,动能量小、势能最大,故A、B均错误,D正确;根据库仑定律可知电子在P点受到的库仑力指向Q,C错误【答案】D12(2009湖北八校联考)如图所示,匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,ABCCAB30,BC2m,已知电场线平行于ABC所在的平面,一个带电荷量q2106C的点电荷由A移到B的过程中,105J,由B移到C的过程中电场力做功6106J,下列说法正确的是 ()AB、C两点的电势差UBC3VBA点的电势低于B点的电势C
37、负电荷由C移动A的过程中,电势能增加D该电场的场强为1V/m【解析】负电荷由B运动到C的过程中电场力做功6106J,根据WqU得:U3V,即C点电势比B点高3V,A错误;负电荷从A点运动到B点的过程中电荷的电势能增加,则一定是由高电势的点运动到低电势的点,根据EWqU得:A点电势比B点高6V,B错误;设B点电势为UB,则UAUB6,UCUB3,负电荷从C点运动到A点的过程电势升高,电势能降低,C错误;由于匀强电场中同一条直线上线段的长度与电势差成正比,如图,可找到AB连线上电势等于C点的点,电场的方向应平行于AB,故根据几何关系求得AB长度为6m,代入E得场强为1V/m,D正确【答案】D二、实
38、验题(本题共2小题,共18分)13用“描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验装置如图所示(1)在图中a,b,c,d,e五个基准点中,电势最高的点是_点(2)若连接电流表的两表笔分别接触图中d和f两点(f与d连线和A与B连线垂直)时表针反偏(电流从红表笔流进时,表针正偏),则连接电流表的红表笔接在_点,要使表针仍指在零刻线,应将接触f点的表笔向_(填“左”或“右”)移动【答案】(1)a(2)d右14在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中,先在平板上依次铺好白纸、复写纸和导电纸,将电源、开关和电极A、B按照图所示连接好,将灵敏电流计的两个接线柱分别和两个探针相连接,并判断出灵敏电流计的指针
39、偏转方向与电流方向间的关系是:当电流由正接线柱流入电流计时,电流计的指针向右偏转在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e5个基准点,闭合开关S后,用一个探针接触某一基准点,另一探针在导电纸上缓慢移动,直到电流计示数为零,则此时另一个探针所在位置与基准点等电势由此可以找到一系列的等势点,进而描绘出过该基准点的等势线(1)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点,连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时,灵敏电流计的指针向左偏转,则可以判断电极A接在电源的_极上(填“正”或“负”)(2)若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点,灵敏电流计的示数为I1 ;若灵敏电流计的两个探针分别接触b点
40、与c点,灵敏电流计的示数为I2,则I1和I2相比较,有I1_I2(填“大于”、“小于”或“等于”)【解析】(1)由于电流从电流计正接线柱流入时,电流计指针向右偏,而现在是电流计指针向左偏,说明电流是从负接线柱流入电流计的,故b点电势高于a点,所以电极A与电源负极相连(2)由于a、b和b、c是等间距,而电流场是非匀强场,且靠近两电极处的场强要大,故a、b间的电势差大于b、c间的电势差,所以I1大于I2.【答案】(1)负(2)大于三、计算题(本题共包括4小题,共54分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15如图所
41、示,电荷量为e,质量为m的电子从A点沿与电场线垂直的方向进入匀强电场,初速度为v0,当它通过电场B点时,速度与场强方向成150角,不计电子的重力,求A、B两点间的电势差. 【解析】电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动,根据运动的分解可知,电子在垂直于场强方向上做匀速直线运动,将B点的速度分解(如图)v2v0电子从A运动到B由动能定理得eUABmv2mvUAB.【答案】16如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑
42、到水平轨道上的A点时速度减为零若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,求:(1)滑块通过B点时的速度大小;(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;(3)水平轨道上A、B两点之间的距离【解析】(1)小滑块从C到B的过程中,只有重力和电场力对它做功,设滑块经过圆弧轨道B点时的速度为vB,根据动能定理有mgRqERmv0解得vB(2)根据牛顿运动定律有FNBmgm解得FNB3mg2Eq.(3)小滑块在AB轨道上运动时,所受摩擦力为Ffmg,小滑块从C经B到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功,设小滑块在水平轨道上运动的距离(即A、B两点之间的距离)为L,则根据动能定理有mgRqE
43、(RL)mgLL .【答案】见解析17如图所示,在水平桌面上有两个静止的物块A和B(均可视为质点),质量均为m,桌子处于方向斜向右上方与水平方向成45角、电场强度E10N/C的匀强电场中物块A带正电,电荷量q,A与桌面的动摩擦因数,物块B是绝缘体,不带电,桌面离地面的高度h5m,开始时,A、B相距L2m,B在桌子的边缘,在电场力作用下,A开始向右运动,并与B发生碰撞,碰撞中无能量损失,A、B间无电荷转移,求:()(1)A经过多长时间与B相碰;(2)A、B落点之间的水平距离【解析】(1)选取A为研究对象,其受力情况如图所示:根据牛顿第二定律:Eqcos45FfmaA A物体在竖直方向受力平衡:FNEqsin45mgFfFN