- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B,左边放一个带正电的固定小球+Q时,两悬线都保持竖直方向,则A球带______电,B球带______电,并且B的带电量______A的带电量(填“>”“=”“<”).
正确答案
负
正
>
解析
解:存在+Q球时,对A、B球受力分析,由于悬线都沿竖直方向,说明水平方向各自合力为零,
说明A球带负电,而B球带正电,
A、B作为整体得+Q对A、B的水平方向的库仑力大小相等方向相反.
根据F= 得A离+Q近点,所以A球带电荷量较小,B球带电荷量较大.
故答案为:负,正,>.
如图所示,小球A、B带电量相等、质量相等(可视为点电荷),都用同样长度的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点,A球靠墙且其悬线刚好竖直,B球悬线偏离竖直方向一定角度而静止.由于某种外部原因,两球再次静止时它们之间的距离变为原来的两倍,则下面所列原因中可能正确的是( )
正确答案
解析
解:小球B受力如图所示,两绝缘线的长度都是L,则△OAB是等腰三角形,
线的拉力T与重力G相等,G=T,小球静止处于平衡状态,则库仑力F=2Gsin,
若它们之间的距离变为原来的两倍,则库仑力变为原来的2倍,
根据库仑定律,则有:
A、当B的带电量不变,A的带电量变为原来的2倍,且间距变为原来的2倍,那么库仑力变为原来的一半,故A错误;
B、当A的带电量不变,B的带电量变为原来的4倍,且间距变为原来的2倍,那么库仑力不变,故B错误;
C、当B的带电量不变,A的带电量变为原来的8倍,且间距变为原来的2倍,那么库仑力变为原来的2倍,故C正确;
D、当A的带电量不变,B的带电量变为原来的16倍,且间距变为原来的2倍,那么库仑力变为原来的4倍,故D错误;
故选:C.
(2015秋•淄博校级期末)在真空中有两个点电荷,带电荷量分别为q1、q2,相距为L,它们之间的作用力为F( )
正确答案
解析
解:在真空中有两个点电荷,带电荷量分别为q1、q2,相距为L,它们之间的作用力为F=,
A、若它们所带的电荷量不变,距离变为2L,库仑力变为F.故A错误;
B、若它们所带的电荷量不变,距离变为,则它们之间的作用力变为4F,故B正确;
C、若它们之间的距离不变,电荷量都变为原来的2倍,则它们之间的作用力变为4F,故C正确;
D、若他们之间的距离不变,电荷量都变为原来的倍,则它们之间的作用力变为
F,故D错误;
故选:BC.
在边长立为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的点电荷.如果保持它们的位置不变,每个电荷受其他电荷的静电力是______,其所受的合力是______.
正确答案
与
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F1=k=
,
a电荷和c点的电荷给它的库仑斥力大小均为F2=F3=k
根据力的合成法则,点电荷q所受的电场力大小为:
F=k+k
cos45°
;
故答案为:与
,
.
某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系.A、B是可视为点电荷的两带电小球,用绝缘细线将A悬挂,实验中在改变电荷量时,移动B并保持A、B连线与细线垂直.用Q和q表示A、B的电荷量,d表示A、B间的距离,θ(θ不是很小)表示细线与竖直方向的夹角,x表示A偏离O点的水平距离.实验中( )
正确答案
解析
解:A、由题,该装置探究库仑力与电荷量的关系,所以d保持不变;故A正确;
B、由题,该装置探究库仑力与电荷量的关系,d不变,而且保持A、B连线与细线垂直,A只能在以O为圆心、半径为细线长度的圆弧上运动,所以B的位置在同一圆弧上.故B正确;
C、以小球A为研究对象,球受到重力G,库仑力F1和线的拉力F2三个力作用,作出受力图如图.
作出F1、F2的合力F,则由平衡条件得:F=G.
由于AB的连线始终与细线垂直,所以F1、F2始终垂直,所以:F1=mgsinθ,F2=mgcosθ
设细线的长度为L,则:x=Lsinθ
由库仑定律:,可得:
,则x与电荷量乘积Qq成正比.故C正确.
D、由以上的分析知库仑力F1=mgsinθ,所以sinθ与A、B间库仑力成正比.故D错误.
故选:ABC
某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,则电子运动半径越大其加速度越______其周期越______线速度越______(填“大”或“小”)
正确答案
小
大
小
解析
解:根据原子核对电子的库仑力提供向心力,由牛顿第二定律得
k=ma=m
=mω2r=m
可得:a=,T=
,v=
,则半径越大,加速度越小,周期越大,线速度越小.
故答案为:小;大;小
真空中有两个相同的带等量异种电荷的小球A和B(A和B均可看作点电荷),分别固定在两处,两小球间的库仑力为F,现用一个不带电的同样小球C先和A接触,再与B接触,然后移去C,则A、B间的库仑力变为______,若再使A、B球之间的距离增大一倍,则它们间的库仑力又变为______.
正确答案
解析
解:设A、B带电量分别为Q和-Q,相距r,
则两小球之间的静电力大小为:,
不带电的同样的金属小球C先与A接触,则AC均带电:
带电的小球C再与B接触,BC均带电:
距离不变时,根据库仑定律可得AB间的库仑力=
两电荷间的距离增大到原来的2倍,则静电力大小为:
故答案为:;
.
如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、C以A球为研究对象,分析受力,作出力图如图1所示.
设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为θ,由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为:
N1=mAgtanθ,
将小球B向左推动少许时θ减小,则N1减小.
再以AB整体为研究对象,分析受力如图2所示,由平衡条件得:
F=N1
N2=(mA+mB)g
则F减小,竖直墙面对小球A的弹力减小.
由上分析得到库仑力F库=,θ减小,cosθ增大,F库减小,
根据库仑定律分析得知,两球之间的距离增大,则库仑斥力做正功,导致电势能减小.故ABC正确.
D、由上分析可知,系统机械能增量等于水平推力F做功与库仑斥力做功之和,故D错误;
本题选错误的,故选:D.
如图所示,A为带正电的金属板,电荷量为Q,沿金属板的垂直平分线,在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,用绝缘丝线悬挂于O点,受水平向右的电场力偏转θ角而静止.(重力加速度为g)试求:
(1)小球受到电场力大小;
(2)金属板电荷Q在小球所处位置产生的电场强度大小.
正确答案
解析
解:(1)小球的受力如图所示.由平衡条件得:
F电=mgtanθ
(2)因为F电=qE
则小球所在处的电场强度:E=
答:(1)小球受到电场力大小为mgtanθ;
(2)金属板电荷Q在小球所处位置产生的电场强度大小为.
(2015秋•白城校级月考)真空中有两个点电荷,分别带电q1=5×10-3C,q2=-2×10-2C,它们相距15cm,现引入第三个点电荷,它应带电荷量为______C,放在______位置才能使三个点电荷都处于静止状态.
正确答案
-2×10-2
两个小球的连线上且在q1的外侧距q115cm处
解析
解:根据上述规律可知,引入的第三个小球必须带负电,放在前两个小球的连线上且在q1的外侧,设第三个小球带电量为q,放在距离q1为x处,由平衡条件和库仑定律有:k=k
;
解得 r=15cm
以q1为研究对象,由平衡条件得:k=k
解得:q=-2×10-2C
即第三个小球带负电,电荷量为-2×10-2C.
故答案为:-2×10-2;两个小球的连线上且在q1的外侧距q115cm处.
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