- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示真空中、有q1、q2、q3三个自由点电荷,它们处在同一直线上,且都处于平衡状态,现已知q2为负电荷,则q3为______电荷,如果L2>L1,三个电荷所带的电荷量从大到小的排列顺序是______.
正确答案
正
q3>q1>q2
解析
解:(1)假设q1带负电,要使q2平衡则q3也应带负电,但此时q1、q3因都受斥力而不平衡,故q1带正电,同理分析q3带正电.
(2)由于三个电荷均处于平衡状态,所以
对q1有:…①
对q2有:…②
对q3有:…③
联立①②③可解得:
因为L1>L2,所以q3>q1>q2
故答案为:正,q3>q1>q2.
真空中有两个静止的点电荷,它们之间的静电力为F;若将它们所带的电量都变为原来的2倍,保持它们之间的距离不变,则它们之间作用的静电力大小等于( )
正确答案
解析
解:由库仑定律的公式F=k知,将它们所带的电量都变为原来的2倍,它们之间的距离不变,则们之间的静电力大小变为原来的4倍.故D正确,A、B、C、错误.
故选:D.
(2015秋•哈尔滨校级期末)如图所示,可视为点电荷的带有同种电荷的小球A和B,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,α<β,且两小球在同一水平线上,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据牛顿第三定律得:A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力,无论两球电荷量是否相等所受库伦力都相等,故无法比较哪个电荷量较大,也不能得出电荷量之比,故AC错误;
B、对小球受力分析,根据平衡条件有:
AB两个小球处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件得:
,
,
则有:,
因为α<β,所以tanα<tanβ,
则B球的质量较小,故B错误,D正确.
故选:D
“真空中两个静止点电荷相距10cm.它们之间相互作用力大小为9×10-4N.当它们合在一起时,成为一个带电量为3×10-8C的点电荷.问原来两电荷的带电量各为多少?某同学求解如下:
根据电荷守恒定律:q1+q2=3×10-8C=a(1)
根据库仑定律:q1q2=F=
×9×10-4C2=1×10-15C2=b
以q2=代入(1)式得:q12-aq1+b=0
解得q1=(a±
=
(3×10-3±
)C
根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.
正确答案
解析
解:由于题中仅给出相互作用力的大小,该同学是把两个电荷当成同种电荷去求解,最终无解,
两点电荷也有可能是异种电荷,按电荷异号计算.
由q1-q2=3×10-8C=a,q1q2=1×10-15C2=b
得 q12-aq1-b=0
由此解得:q1=5×10-8C
q2=2×10-8C
答:两电荷是异种电荷,两电荷的带电量大小分别为:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C.
在边长为a的正方形的每个顶点放置一个电荷量为q的点电荷.如果保持他们的位置不变,每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力为______.
正确答案
解析
解:如图,假设第四个电荷q放在d点,则对角线上b点的电荷给它的库仑斥力为
a电荷和c点的电荷给它的库仑斥力大小均为
根据力的合成法则,点电荷q所受的电场力大小为:F==
故答案为:.
氢原子核外电子(电子的质量为m,电荷量为e)绕核运转的轨道半径为r,静电力常量为k,求电子绕核运转形成的等效电流.
正确答案
解析
解:氢原子核外的电子与原子核之间的库仑力提供电子绕核做匀速圆周运动的向心力,得:…①
根据电流的定义式 由于在一个周期的时间内,电子刚好饶核一圈.得电流为:
…②
由①②两式得:;
答:电子绕核运转形成的等效电流为
如图所示,MON为固定的“L”形直角光滑绝缘板,ON置于水平地面上,P为一可移动的光滑绝缘竖直平板.现有两个带正电小球A、B,小球A置于“L”形板的直角处,小球B靠在P板上且处于静止状态,小球A、B位于同一竖直平面内,若将P板缓慢向左平移,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:以整体为研究对象可知,ON对A球的支持力大小等于A、B两球的重力,由牛顿第三定律可知A对ON的压力也等于A、B两球的重力,因此移动P板过程中,A对ON压力不变,故B错误;
隔离B球受力如图所示,根据受力平衡有:
FN=mgtanθ,
=F=k
当P板缓慢向左平移时,θ角变小,因此P板给球B的支持力减小,根据作用力与反作用力可知B球对P板的压力变小,故A错误;
θ角变小,cosθ变大,因此库仑力F减小,两球之间的距离增大,电场力做正功,系统电势能减小,故C错误,D正确.
故选:D.
(2015秋•奉贤区校级期中)两个点电荷相距r时相互作用力为F,则( )
正确答案
解析
解:A、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=,电量不变距离加倍时,作用力为
,故A错误.
B、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=,其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时,作用力为
,故B错误.
C、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=,每个电荷的电量和两电荷间距减半时,作用力为
,故C错误.
D、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=,每个电荷的电量和两电荷间距都加倍时,作用力
,故D正确.
故选:D.
在电场中某点放1.5×10-7C的点电荷,该电荷受到向正北方向9×10-3N的电场力的作用,现又外加一个向东方向8.0×104N/C的匀强电场,则该点现在的电场强度大小为______N/C,方向为______.
正确答案
2.0×104
正东
解析
解:由题意,正电荷1.5×10-7C受到的电场力正北方向,则该点的电场强度方向也是正北.该点电场强度大小为
E==
N/C=6×104N/C
又外加一个向东方向8.0×104N/C的匀强电场,
根据矢量叠加原则,可知,该点现在的电场强度大小为E合=8.0×104N/C-6.0×104N/C=2.0×104N/C,方向正东方向;
故答案为:2.0×104N/C;正东.
真空中有两个点电荷Q1和Q2,它们之间的静电力为F,下面哪些做法可以使它们之间的静电力变为2.5F( )
正确答案
解析
解:由题原来的静电力为F=k
A、使Q1的电量变为原来的2倍,Q2的电量变为原来的5倍,同时使它们的距离变为原来的2倍,它们间的静电力为F′=k=2.5k
=2.5F,故A正确.
B、使每个电荷的电量都变为原来的2.5倍,距离变为原来的2.5倍,它们间的静电力为F′=k=F,故B错误.
C、使其中一个电荷的电量和它们的距离均变为原来的2.5倍,它们间的静电力为F′=k=
F,故C错误.
D、保持它们的电量不变,使它们的距离变为原来的2.5倍,则它们间的静电力为F′=k=
F,故D错误.
故选:A.
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