- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A,在两次实验中,通过绝缘手柄缓慢的移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上时,A处于静止状态,此时悬线偏离竖直方向的角度为θ,若在两次实验中B的电量分别为q1和q2,θ分别为30°和
45°,求比值=?
正确答案
解析
解:A受重力、绳子拉力和B给A的库仑力三力作用下平衡,所以有:
F=mgtanθ ①
由库仑定律: ②
其中r=lsinθ,l为绳长,联立①②得:qB=③
将θ分别为30°和45°带入③解得:,
故比值.
两个带电荷量大小分别为Q和3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其固定距离变为2r,则两球间库仑力的大小可能为( )
正确答案
解析
解:相距为r时,根据库仑定律得:
F=K;
若带同种电荷时,接触后,各自带电量变为2Q,则此时
F′=K
两式联立得F′=,
若带异种电荷时,接触后,各自带电量变为Q,则此时
F′=K=
,故CD正确,AB错误;
故选CD.
如图所示,两个带电量分别为q1、q2,质量分别为m1、m2的金属小球,以等长的绝缘丝线悬于同一点O,当两金属小球处于平衡状态时,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系得:
m1g=F1cotα1,
m2g=F2cotα2
不论q1与q2谁大谁小,它们之间的库仑力总是等值、反向、共线的,
即总有F1=F2,
所以当m1=m2,则α1=α2
当m1<m2,则α1>α2
当m1>m2,则α1<α2
故AC正确,BD错误.
故选:AC.
如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为2m,电量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与平面间的动摩擦因数均为μ.求:
(1)A受的摩擦力为多大?
(2)如果将A的电量增至+6Q,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了多远距离.
正确答案
解析
解:(1)A静止时,它受到的静摩擦力Ff与库仑力大小相等,故:
Ff=k
(2)设A、B加速度为零时二者之间距离为R,由平衡条件得:
μ(2m)g=k
解得:R=Q
由于两个物体的受力情况相同,故运动情况具有对称性,故移动的距离均为:
x=(R-r)=
-
答:(1)A受到的摩擦力为k;
(2)A、B相距-
.
有A、B、C三个点电荷,若将A、B放在距离为12cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F.若将B、C放在距离为12cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F.那么C与A所带电荷量大小之比是( )
正确答案
解析
解:将A、B放在距离为12cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F;
将B、C放在距离为12cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F;
根据库仑定律公式F=k,当距离一定时,库仑力与电荷量的乘积成正比;现在库仑力变为2倍,说明电荷量乘积变为2倍,即:qBqC=2qAqB,故qC:qA=2:1;
故选C.
(2015秋•金昌校级期中)两个可自由移动的点电荷,分别放在A、B两处,如图所示,A处电荷带正电Q1,B处电荷带负电Q2,且Q2=4Q1,另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在A、B直线上,欲使Q1、Q2、Q3三者均处于平衡状态,则( )
正确答案
解析
解:假设Q3放在Q1Q2之间,那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同,Q3不能处于平衡状态,所以假设不成立.
设Q3所在位置与Q1的距离为r13,Q3所在位置与Q2的距离为r23,要能处于平衡状态,
所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小.
即:
由于Q2=4Q1,
所以r23=2r13,所以Q3位于Q1的左方.
根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,可判断Q3带负电.
故C正确、ABD.
故选:C.
真空中有甲、乙两个相距为r的点电荷,甲的电荷量为+2q,乙的电荷量为-q,它们间的库仑力为F.现将甲、乙两点电荷接触后再分开,且甲、乙间距变为2r,则它们之间的库仑力变为( )
正确答案
解析
解:当甲、乙充分接触后它们的电荷量先中和再平分,所以接触后带的电荷量都为+,
由库伦力的公式F=k,可得原来电荷之间的库伦力为:F=k
,
将甲、乙充分接触后再分开,且将甲、乙间距离变为2r后的库仑力的大小为:
F′=k=
,所以B正确,ACD错误.
故选:B.
(2015秋•南平期末)已知电子的质量是9×10-31kg,质子和电子的电荷量均为1.6×10-19C,质子与电子之间的库仑力是9.216×10-8N,电子绕质子做匀速圆周运动,静电力常量k=9×l09N•m2/C2.取=2.26,求:
(1)电子转动的半径;
(2)电子转动的速度大小.
正确答案
解析
解:(1)由库仑定律,则有:F=k,
解得:电子转动半径为r==5×10-11m
(2)根据质子与电子间的库仑力提供电子转动的向心力,则有:F=
解得:电子转动的速度大小v==2.26×106m/s
答:(1)电子转动的半径5×10-11m;
(2)电子转动的速度大小2.26×106m/s.
真空中放置两个点电荷,电量各为q1与q2,它们相距r 时静电力大小为F,若将它们的电量分别减为和
,距离也减为
,则它们之间的静电力大小是多少.
正确答案
解析
解:由库仑定律的可得原来它们之间的库仑力为:F=k,
变化之后它们之间的库仑力为:F′=k=k
=F.
答:它们之间的静电力大小是F.
有两个完全相同的金属小球P和Q(它们的大小可忽略不计),分别带电q和-5q.当它们在真空中相距一定距离时,彼此间作用力为F,若用绝缘手柄移动这两个小球将它们相接触后再放回原处,则它们之间的静电力变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
F=;
而两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为3q;
则库仑力F′==0.8F;
故选:B.
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