- 电荷:库仑定律
- 共6262题
真空中有两个相距0.5m、带电量相等的点电荷,它们间的静电力的大小为10-6N,求每个点电荷所带电荷量是多少?是元电荷的多少倍?
正确答案
解析
解:根据库仑定律可得:
F=k,
所以:q==
=5.2×10-9C,
点电荷所带电荷量是元电荷的倍数为:
n==
=3.25×1010,
答:每个点电荷所带电荷量是5.2×10-9C,是元电荷的3.25×1010倍.
如图所示,A、B两球带同种电荷,当把B球逐渐靠近A球时,观察到图中θ角逐渐增大,这说明在电荷量不变时,电荷间的相互作用力______;当固定B球,逐渐减小B球所带电荷量时,观察到图中θ角逐渐减小,这说明在距离不变时,电荷间的相互作用力______.
正确答案
随电荷间距离的减小而增大
随电荷量的减小而减小
解析
解:对小球A进行受力分析,可以得到小球受到的电场力:F=mgtanθ,即A球悬线的偏角越大,电场力也越大;所以使B球从远处逐渐向A球靠近,观察到两球距离越小,A球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大;
两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越小,A球悬线的偏角越小,说明了两电荷之间的相互作用力,随其所带电荷量的减小而减小.
故答案为:随电荷间距离的减小而增大,随电荷量的减小而减小.
(2015秋•金昌校级期中)如图,是探究影响电荷间相互作用力的因素的实验图,这个实验目的是研究电荷间的相互作用力的大小和______的关系.实验结论是电荷间的相互作用力的大小和______有关.该实验采用的实验方法是______(选填理想模型法或控制变量法或等效法)
正确答案
电荷之间距离
电荷之间距离
控制变量法
解析
解:探究决定电荷间的相互作用力大小的因素有电荷电量的大小和电荷之间的距离,研究一个变量与多个变量之间的关系时,应用控制变量法,
本实验改变了电荷间的距离,没有改变电荷量的大小,所以这个实验目的是研究电荷间的相互作用力的大小和电荷之间距离的关系,
小球受重力mg,绳的拉力,库仑力F,绳与竖直方向夹角为:tanθ=,夹角越大时,可知库仑力越大,则实验结论是电荷间的相互作用力的大小和两电荷的距离有关.
故答案为:电荷之间距离;两电荷的距离;控制变量法.
学习库仑定律后,某物理兴趣小组根据该定律探究相同金属小球的电荷量分配关系.取三个完全相同的不带电金属球A、B、C,首先使A球带上一定电荷,A、B接触后放到相距r的地方,测得两球间的库仑力为FAB.B、C接触后也放到相距r的地方,测得两球间的库仑力为FBC,如果金属球间的电荷量平分,FAB、FBC的比值等于______.
正确答案
4:1
解析
解:设A一开始带电为Q,则AB接触后AB带电均为,根据库仑定律
=
BC接触后带电均为,根据库仑定律
=
所以
故答案为;4:1
大小相同的两个绝缘金属小球,分别带Q1和Q2电量,且Q2=.把Q1、Q2分别放在相隔一定距离的A、B两点时,作用力的大小为F.若使两球接触后再分开放回原位置,作用力的大小将变为______F.
正确答案
解析
解:大小相同带同种电荷的金属小球,所带电量的值分别为Q1、Q2,且Q2=Q1,
把Q1、Q2放在相距较远的两点,它们之间作用力的大小为F,
由库仑定律可得F=
若使两球相接触后再分开放回原位置,两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为Q1;
它们之间作用力的大小等于F′==
F,
故答案为:.
在真空中相距0.3m的光滑平面上,分别放置电量为-Q、+4Q的两点电荷qA、qB,在何处放点电荷qC,qC的电量多大时,可使三个电荷都处于平衡状态.
正确答案
解析
解:设qCqA、qB如图放置,为保证三个电荷都平衡,qC应当为正电荷,且应在qA、qB延长线的左侧,以qA为对象,受qB、qC的吸引力,二力大小相等,方向相反,有:
以qB为对象,有:
以qC为对象,有:
联立上式,可解得:qC=4Q,
r′=r=0.3m
答:在A左侧0.3m处放点电荷qC,qC的电量4Q时,可使三个电荷都处于平衡状态.
在一条直线上从右向左的A、B、C三点分别分别放置QA=3×10-9C,QB=-4×10-9C,QC=3×10-9C的点电荷,已知AB间距是1cm,BC间距是2cm,静电力常量k=9×109N•m2/C2,求作用在A电荷上的作用力?
正确答案
解析
解:在真空中有两个静止的点电荷A、B,QA=3×10-9C,QB=-4×10-9C,两电荷间距r=1cm,根据库仑定律,有:
FAB=k=9×109×
=1.08×10-3 N,方向由A指向B;
同理,FAC==9×109×
=9×10-5N,方向由C指向A;
根据矢量合成法则,则有作用在A电荷上的作用力F=FAB-FAC=1.08×10-3 N-9×10-5N=9.9×10-4N,
答:两点电荷之间的作用力大小为9.9×10-4N,方向由A指向C或向左.
(2015秋•余姚市期末)把质量是2.0×10-3 kg的带电小球B用细线悬挂起来,如图所示.若将带电荷量为4.0×10-8 C的小球A靠近B,平衡时细线与竖直方向成45°角,A、B在同一水平面上,相距0.30m,试求:
(1)A球受到的电场力多大?
(2)B球所带电荷量为多少?
正确答案
解析
解:(1)对B球受力分析如图所示,由几何关系知:
F=mgtan45°=mg=2.0×10-2 N,
由牛顿第三定律知:
FBA=FAB=2.0×10-2 N.
(2)又F=k
故qB==
C=5.0×10-6 C.
答:(1)A球受到的电场力2.0×10-2 N;
(2)B球所带电荷量为5.0×10-6 C.
光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为+4Q和-Q,今引入第三个点电荷C,由静止释放后使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量______和放置的位置距B点电荷______处.
正确答案
解析
解:A、B、C三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为正电,在A的左侧.
设C的电量为q,且所在位置与A的距离为r,则C所在位置与B的距离为L+r,要能处于平衡状态,
所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为q.则有:k=k
代入数据解得:r=L.
对点电荷A,其受力也平衡,则k=k
解得:q=4Q.
故答案为:4Q,L.
真空中有两个静止的电荷,它们之间的相互作用力为F,若它们的带电量都增加为原来的3倍,距离减少为原来的,它们之间的相互作用力变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
F=K;
变化后F′==36F,故C正确,ABD错误;
故选:C.
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