- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,真空中有两个静止点电荷,Q=+2×10-4C,q=-2×10-5C,它们相距r=2m,求:
(1)q受的电场力.
(2)q所在的B点的场强EB
(3)只将q换为q′=4×10-5C的正点电荷.再求q′受的电场力及B点的场强.
(4)将电荷q拿去后再求B点场强.
正确答案
解析
解:(l)由库仑定律得
方向在A与B的连线上,且指向A.
(2)由电场强度的定义:
所以N/C=4.5×105 N/C
方向由A指向B.
(3)由库仑定律
方向由A指向B.
方向由A指向B.
(4)因E与q无关,q=0也不会影响E的大小与方向,
所以拿走q后场强不变,还是4.5×105 N/C,方向由A指向B.
答:(1)q受的电场力是9N,方向在A与B的连线上,且指向A..
(2)q所在的B点的场强是4.5×105 N/C,方向由A指向B.
(3)只将q换为q′=4×10-5C的正点电荷.q′受的电场力是18N,方向由A指向B.
B点的场强是4.5×105 N/C,方向由A指向B..
(4)将电荷q拿去后,B点场强是4.5×105 N/C,方向由A指向B.
用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球,并悬挂于同一点.已知两小球质量均为m,当它们带上等量同种电荷时,两细线与竖直方向的夹角均为θ,如图所示.若已知静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)小球所受拉力的大小;
(2)小球所带的电荷量.
正确答案
解析
解:(1)对小球进行受力分析,如图所示.
设绳子对小球的拉力为T,
根据平衡条件得:,
(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F,
F=mgtanθ
根据库仑定律得:
答:(1)小球所受拉力的大小是;
(2)小球所带的电荷量是.
真空中两个点电荷之间的库仑力为F,现在把其中一个电荷的电量增大为原来的2倍,它们之间的距离变为原来的一半,则这两个电荷之间的库仑力变为( )
正确答案
解析
解:真空中有两个静止点电荷,它们之间的静电引力为F,故:F=k
如果把其中一个电荷的电量增大为原来的2倍,它们之间的距离变为原来的一半,则它们之间的作用力的大小变为:=8F
故选:C.
真空中有两个点电荷,电荷量分别为Q和2Q,相距为r时相互作用的静电力为F,把两个点电荷间距离减为0.5r,其余条件不变,则它们间的静电力大小变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
原来电荷之间的库仑力为F,则F=k=k
,
把两个点电荷间距离减为0.5r后,电荷之间的库仑力为F′=k=4F,
所以们间的静电力大小变为4F
故选C.
如图所示,两个正、负点电荷,在库仑力作用下,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
AB、两个正、负点电荷,在库仑力作用下,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,它们之间的库仑力提供向心力,故它们所需的向心力相等,结构稳定,间距恒定,故它们的角速度相等,故A错误、B正确.
CD、设两电荷之间的距离为L,则有:,
,
解得:m1r1=m2r2,即轨道半径和质量成反比,与电荷量无关,根据v=ωr,角速度相同,故线速度与轨道半径成正比,而轨道半径和质量成反比,故线速度与质量成反比,故C正确、D错误.
故选:BC.
真空中两个点电荷的相互作用力大小为F,若将每个电荷的电量都加倍,同时使他们之间的距离减半,则他们间的相互作用力大小变为( )
正确答案
解析
解:由库伦定律可得:
变化前:F=K
变化后:F′=K=16F,故ABD错误,C正确.
故选:C.
真空中有两个相同的带同种电荷金属小球A和B,相距为r,带电量分别为q和2q,它们之间相互作用的引力大小为F.有一个不带电的金属球C,当C先和A小球接触、再和B小球接触一次后拿开,那么A、B间的作用力的大小可为( )
正确答案
解析
解:原来AB球之间是库仑引力,故AB带异种电荷,不妨设A为正电荷、B为负电荷.
原来AB之间的库仑引力为F==
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′==
故A正确、BCD错误.
故选:A.
电量为+2×10-6C的点电荷放入电场中A点,受到作用力为4×10-4N,方向向右,则A点的场强大小为______,方向______.若另一电荷放在该点受到力为8×10-4N,方向向左,则这个电荷的电量为______.
正确答案
200N/C
向右
-4×10-6C
解析
解:A点的场强E==
=200N/C,方向:向右.
把另一电荷放在该点时,场强不变.由F′=q′E得
q′==
=4×10-6C
因电场力方向与场强方向相反,则该电荷带负电荷.
故答案是:200N/C;向右;-4×10-6C.
两个点电荷相距为L,相互排斥力为F,若两个点电荷所带电荷量不变,它们之间的斥力变为16F,则它们之间的距离变为( )
正确答案
解析
解:当距离为d时有:F=k①
当距离变化后依据题意有:16F=k ②
联立①②可得r=,故ACD错误,B正确.
故选:B.
要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是( )
正确答案
解析
解:A、每个点电荷的带电量和两个点电荷间的距离都增大到原来的2倍,根据库仑定律公式F=k,库仑力大小不变,故A错误;
B、保持点电荷的带电量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍,根据库仑定律公式F=k,库仑力减小为
倍,故B错误;
C、使一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时将两个点电荷间的距离减小为原来的,根据库仑定律公式F=k
,库仑力增加为8倍,故C错误;
D、保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷的距离减小到原来的,根据库仑定律公式F=k
,库仑力增加为4倍,故D正确;
故选:D.
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