- 电荷:库仑定律
- 共6262题
A、B 两点电荷,电荷量分别是Q和3Q,间距离为r时,相互作用力为F,若当距离变为时,它们之间相互作用力为______F;若使B的电荷增加到5Q,A对B的作用力FB和B对A的作用力FA之比FA:FB=______.
正确答案
4
1:1
解析
解:变化之前根据库仑定律有:F=k
变化之后有:F′=k=4F
若使B的电荷增加到5Q,A对B的作用力FB和B对A的作用力属于一对相互作用力,它们的大小相等,方向相反,因此FA:FB=1:1;
故答案为:4,1:1.
一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性很好,内部有两个大小、质量相同的弹性金属小球A和B,带电量分别为9Q和-Q,两球从图示的位置由静止释放,那么两球再次经过图中的原静止位置时,A球的瞬时加速度为释放时的______倍.
正确答案
解析
解:碰撞后两球的带电量均为q==4Q,经过图示位置时两球间距离为r,则根据库仑定律和牛顿第二定律得
碰撞前经过图示位置时:k=F1
碰撞后经过图示位置时:k=F2,
则得F1:F2=9:16,
由F=ma可知,加速度与合力成正比,
即A球瞬时加速度为释放时的 倍,
故答案为:
如图所示,有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知:三角形边长为1cm,B、C电荷量为qB=qC=1×10-6C,A电荷量为qA=-2×10-6C,A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为( )
正确答案
解析
解:qB、qC电荷对qA带电金属球的库仑力大小相等,故:
F=F1=F2==
=180N
两个静电力,夹角为60°,故合力为:
F′=2Fcos30°=2×180N×=180
N
方向沿∠BAC的角平分线
故选:D
在真空中有两个带电量相同的点电荷A和B,它们之间的作用力为F,如果使它们之间的距离变为原来的2倍,只使A的电量变为原来的一半,则( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
F=K;
若它们之间的距离变为原来的2倍,只使A的电量变为原来的一半,变化后F′=k=
F;故D正确、ACD错误.
故选:D.
两个点电荷相距r,其电荷量分别为QA=+9q,QB=+q,另外再放入一个点电荷QC.请回答:
(1)QC放在何处时,它受到的合力为零?
(2)QC取何值时,QB受到的合力为零?验证此时QA受到的合力为零.
正确答案
解析
解:设QC QA、QB如图放置,为保证三个电荷都平衡,QC应当为负电荷,且应在QA、QB连线之间,
以QC为对象,受QB、QA的吸引力,二力大小相等,方向相反,有:
=
解得:=
因此QC放在距B处时,它受到的合力为零;
(2)以QB为对象,有:=
解得:QC=q,
答:(1)QC放在在距B处时,它受到的合力为零;
(2)QC取q值时,QB受到的合力为零.
真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大到原来的3倍,它们之间作用力的大小等于( )
正确答案
解析
解:由点电荷库仑力的公式F=k可以得到,电量不变,当距离增大到原来的3倍,库仑力将变为原来的
,所以A正确,BCD错误.
故选:A.
真空中有两个固定的点电荷,分别带+Q和+4Q的电量,它们相距3r,现引入第三个带-q电量的点电荷,此时电荷在距+Q______位置处于平衡状态;若引入的是带+q电量的点电荷,此电荷在距+Q______位置处于平衡状态.
正确答案
r
r
解析
解:由题意知,电荷一定在两正电荷之间,设引入第三个点电荷q距离+Q为r1,距离+4Q为r2,
根据平衡有:,
解得:,即:
,第三个电荷在+Q和+4Q连线之间距离+Q为r处,对电性和电荷量均无要求.
故答案为:r,r.
两个点电荷,电量分别是q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C,两者固定于相距20cm的a、b两点上,要使一个点电荷放在某点恰好能静止不动,求这点的位置.
正确答案
解析
解:q1的电量比q2电量小,所以第三个电荷不论正负,只有放在q1的外侧才能处于平衡;
根据两点电荷在q3处的电场强度为零时,q3才能处于平衡,所以设q3距q1的距离为x,
则有=
代入数据解得:x=0.4m,即:在q1q2连线上,q1以外40cm处
答:这个点在q1q2连线上,q1以外40cm处.
一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上.由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个很小的圆孔,则此时置于球心处的点电荷( )
正确答案
解析
解:把球壳分成无限多个微元,由对称性可知除挖去的圆孔和其对称处外其他都有两个微元关于圆心对称,
两对称微元对球心处的点电荷作用力的合成为零.球壳上电荷面密度为,与挖去的圆孔对称处的微元带电荷量△Q=
.
由库仑定律得△Q对圆心处点电荷q的作用力大小F==
,
由同种电荷相互排斥可知库仑力方向由球心指向圆孔,故D正确,ABC错误.
故选:D.
由库仑定律可知,真空中两个集中的点电荷,带电荷量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F=k,式中k为静电力常量,若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为( )
正确答案
解析
解:根据F=k可得:k=
,
根据距离的单位是m,电量的单位是C,力的单位N,可得k的单位是N•m2•C-2
由于F=ma,
q=It,
所以k=根据质量的单位是kg,加速度的单位m/s2,距离的单位是m,电流的单位是A,时间的单位s,可得
k的单位是kg•A-2•m3•s-4,故C正确,ABD错误;
故选:C.
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