- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆OA和OB,与竖直线的夹角均为45°,两杆上均套有能自由滑动的导体小球,两球的质量均为9×10-4kg,带电量均为-2×10-7C,且静止于同一竖直高度处,问:
(1)两球相距多远?
(2)OC为AB中垂线,OC线上何处电场强度最小?最小场强是多少?
正确答案
解析
解:(1)设平衡时两球相距L,对小球B受力分析,由平衡得:
由库仑定律得:FC=
由①②联立解得:L==0.2m;
(2)经分析在OC线上AB中点的场强最小,设到O点的最小距离为r,
由几何关系,则有:r=BC=0.1m;
且最小场强是零;
答:(1)两小球的电量为2×10-7C;
(2)OC线上到O点的最小距离为0.1m处电场强度最小,最小场强是零.
如图所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同、均不带电的小球A和B,此时上、下丝线的张力分别为FA、FB;如果使A带正电,B带负电,上、下丝线的张力FA______,FB______.(填“变大”、“变小”或“不变”)
正确答案
不变
变小
解析
解:运用整体法研究两个质量相等的小球A和B,不管A、B是否带电,整体都受重力和上丝线的拉力,
则由平衡条件得:上丝线的拉力为:F=2mg.
所以FA=FA′.
再隔离B研究,不带电时受重力和下丝线的拉力,
由平衡条件得:FB=mg.
带电时受重力、下丝线的拉力和A对B的向上的吸引力.
由平衡条件得:FB′+F′=mg.
即FB′<mg.
所以FB′<FB.
故答案为:不变,变小.
光滑水平面上相距为L的A,B两个带正电小球电量分别 为4Q和Q.要在它们之间引入第三个带电小球C,使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡,求:
(1)小球C带何种电?
(2)电量q为多大?
(3)C与A之间的距离x等于多大?
正确答案
解析
解:(1)要使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡,且A,B两个带正电小球,故C为负电荷
(2)、(3)对C,设C与A之间的距离为x,
则:
解得:
对C,设其电量为q,
则有:
解得:
答:(1)小球C带负电;
(2)电量q为;
(3)C与A之间的距离x等于.
如图所示,绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,现使b带正电,则( )
正确答案
解析
解:带电物体能够吸引轻小物体,故b会将a球吸引过来,a与b接触后,带同种电荷而分开,故B正确;
故选:B.
真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,若把两个点电荷的电量都增加到原来的2倍,距离也增加到原来的2倍,则它们之间的库仑力将变为( )
正确答案
解析
解:变化前库仑力为:F=;
而变化后库伦力为:F′==
=F;
故选:A.
两个完全相同的金属小球,电荷量之比为1:7,相距为r时,它们之间的排斥力为F.若两者充分接触后再放回到原来的位置上,则它们之间的库仑力变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:F=k 得,因它们之间的排斥力为F,则两小球带同种电荷.
当两相同金属小球带同种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为4:4,所以库仑力是原来的16:7.故D正确,ABC错误.
故选:D.
如图所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A球固定在竖直放置的高为1m的绝缘支杆上,B静止于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时,恰与A等高.若已知B的质量为30
g,静电力常量k=9.0×109 N•m2/C2.则B带的电荷量是多少?(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:设A、B所带电荷量均为Q,以B为对象,受力分析如右图,根据平衡条件
Ncos30°=mg
Nsin30°=F
联立以上三式得:
Q==
C=1.0×10-5 C
答:B所带的电荷量是1×10-5C.
如图所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d.若杆上套一带电小环C,带电体A、B和C均可视为点电荷.则小环C的平衡位置为______,若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|≪d)后静止释放,试判断小环C能否回到平衡位置______.(选填“能”或“不能”)
正确答案
在AB连线的延长线上距离B为d处
不能
解析
解:(1)设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡,带电量为Q
由库仑定律得:F=k 有平衡条件得:Fc=
=0
解得:l1=- (舍去);l2=d
所以平衡位置为:l=d,即在AB连线的延长线上距离B为d处
(2)若小环C带电量为q,将小环向右拉离平衡位置一小位移x,小环受合力向右,不能回到平衡位置.若小环C带电量为-q,将小环向右拉离平衡位置一小位移x,小环受合力向左,能回到平衡位置.所以不能回到平衡位置.
故答案为:在AB连线的延长线上距离B为d处.不能.
真空中有A、B两个点电荷,相距r时相互作用力为F,欲使它们之间的相互作用力变为,下列说法可行的是( )
正确答案
解析
解:真空中有两个点电荷,它们之间相互作用力为F,即为F=k;当它们之间的相互作用力为
,则有:
AC、保持两点电荷的电量不变,使它们间的距离变为原来的2倍,则库仑力变为,故AC错误;
BD、保持距离不变,使甲、乙电荷量都变为原来的倍,则库仑力变为
,故B正确、D错误;
故选:B.
如图所示,把质量为2×10-3kg的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q=4.0×10-6C的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向的夹角刚好为α=45°.试求:(g取10m/s2,静电力常量k=9×109N.m2/C2)
(1)B球受到的库仑力多大?
(2)A球带电荷量是多少?(两带电小球均可视为点电荷)
正确答案
解析
解:(1)A球受重力、拉力和静电力处于平衡,根据平衡条件得
A球受到B球的库仑力为F=mgtan45°=mg=2×10-3×10N=2×10-2N
根据牛顿第三定律可知,B球受到的库仑力大小为2×10-2N
(2)由F=k 得
q==
C=5.0×10-8C
答:(1)B球受到的库仑力是2×10-2N
(2)A球带电量是5.0×10-8C.
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