- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,真空中有两个带正电的点电荷A、B,它们固定在相距L=0.4m的两点,它们的电荷量分别为Q1=3.6×10-11C,Q2=4.0×10-12C(本题中仅考虑电荷间的库伦力)
(1)现引入第三个点电荷C,若要使C处于平衡状态,请确定C的电性和所放置的位置.
(2)若A、B不固定,在引入第三个点电荷C后,三个点电荷能处于平衡状态,求C的电荷量和所放置的位置.
正确答案
解析
解:(1)点电荷C要处于平衡状态,可知C所处的位置在AB之间,设距A点为r,
根据平衡有:,
代入数据解得r=0.3m.
C可以是正电荷,也可以是负电荷.
(2)若A、B不固定,对C有:,
对A有:,C带负电荷.
代入数据解得r=0.3m,q=2.25×10-12C.
答:(1)C可以是正电荷,也可以是负电荷,在AB之间距离A点0.3m处.
(2)C为负电荷,电量为2.25×10-12C.在AB之间距离A点0.3m处.
如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=37°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离.(静电力常数为k,重力加速度为g)
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,对小球进行受力分析,根据小球处于平衡状态可知F
F=mgtanθ=mgtan37°=mg…(1)
而小球所受库仑力大小为:F=k …(2)
联立(1)(2)解得A、B两球之间的距离为:r=.
答:A、B两球间的距离为.
真空中两个______之间的相互作用力F的大小,跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成______,跟它们的距离r的______成反比,作用力的方向沿着它们的______.公式F=______ 其中静电力常量k______适用范围:真空中的______.
正确答案
点电荷
正比
平方
连线上
=9×109N•m2/C2
点电荷
解析
解:库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,写成公式是:F=,作用力的方向在两点电荷连线上,k=9×109N•m2/C2.库仑定律适用范围是:真空中的点电荷;
故答案为:点电荷,正比,平方,连线上,F=,9×109N•m2/C2,点电荷.
真空中放置两个点电荷,电荷量均为q,它们相距r时相互作用力大小为F;若保持它们间的距离不变,一个电荷的电荷量变为原来的2倍,另一个电荷的电荷量变为原来的倍,则它们之间的作用力是( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:F=k;
变化后F′=k=
F,故A正确,BCD错误;
故选:A.
两个完全相同的金属小球A、B带有等量的异种电荷,彼此间的引力为F.另一个不带电的与A、B完全相同的金属小球C,先与A接触,再与B接触,然后移开,这时A和B之间的作用力F′为( )
正确答案
解析
解:假设A带电量为Q,B带电量为-Q,
两球之间的相互吸引力的大小是F=k
第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为,
C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为-,
这时,A、B两球之间的相互作用力的大小F′=k=
F
故选:A.
若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在电场中( )
正确答案
解析
解:物体的运动情况取决于合力和初始条件.小球只受到电场力的作用,是否沿电场线运动,还要看电场线是直线还是曲线,及初速度的方向,
若为直线,且初速度为零,将可能沿电场线从高电势向低电势处运动,
若电场线是曲线,且初速度为零,不会沿电场线运动,但是仍然从高电势向低电势处运动.
故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
如图所示,质量为1.0g的带电小球,用长为l的绝缘细线,悬挂在平行板电容器之间,两板电压为40V,板间距10cm,小球在A点处于平衡状态,悬线和竖直方向夹角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)问:
(1)小球电量多少?是正电还是负电?
(2)若把小球拉到θ=53°的B点,使小球从B点静止释放,摆到最低点O时,小球受到悬线的拉力多大?
正确答案
解析
解:(1)电场力向左,场强向右,故小球带负电;
对小球受力分析,受重力、细线的拉力和电场力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
解得:
q==
C=1.875×10-5C;
(2)从B点到小球摆到最低点O的过程中运用动能定理得:
mgl (1-cos53°)+qEl•sin53°=
根据牛顿第二定律,得:T-mg=m
联立以上二式解得:T=0.03N
答:(1)小球电量1.875×10-5C,是负电;
(2)若使小球从B点静止释放,摆到最低点O时,悬线的拉力为0.03N.
如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O,半径为R,电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上,他们的位置关于AC对称,+Q与O点的连线和OC间夹角为60°.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、根据点电荷的电场E=和电场叠加原理:O点的场强大小E=
cos30°=
,方向由O指向D,故A错误,B正确;
C、等量异号电荷的连线的中垂线是等势面,A、C两点在两个等量异号电荷连线的中垂线上,故φA=φC.故C错误;
D、根据电场线的分布特征可知,B点的电势比D点的电势高,根据Ep=φq可知正电荷在电势高处电势能大,B点的电势能大于在D点的电势能,故D正确.
故选:BD.
两个大小、材料都相同,可看成是点电荷的金属小球a和b,被固定在绝缘水平面上,这时两球间静电力的大小为F.现用一个不带电、同样的金属小球c先与a球接触,再与b球接触后移去,则a、b两球间静电力大小可变为( )
①0 ② ③F ④2F.
正确答案
解析
解:①两球间静电力的大小原来为F,要变为零;可以使a球带+2q,B球带-q,故①正确;
②两球间静电力的大小原来为F,要变,设带电量分别为+Q,-q;
根据库仑定律,有:
F=
联立解得:
Q=10q
故②正确;
③两球间静电力的大小原来为F,要变F,设带电量分别为+Q,-q;
F=
联立解得:
Q=5q
故③正确;
④两球间静电力的大小原来为F,要变2F,设带电量分别为+Q,-q;
F=
2
联立解得:
Q=18q
故④正确;
故选:D.
真空中两个静止的点电荷,相互作用力的库仑力为F,若每个电荷的带电量都增大为原来的2倍,则它们之间的库仑力变为( )
正确答案
解析
解:由库伦定律可得:
变化前:F=
变化后:F′==4F.
故选:C.
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