- 电荷:库仑定律
- 共6262题
真空中有两个相距1.6m、带电量相等的点电荷,它们间的静电力的大小为9×10-7N,求每个点电荷所带电荷量是多少?是元电荷的多少倍?
正确答案
解析
解:(1)根据库仑定律,有:F=k
得:q==
=16C;
(2)n==
=1×1020倍
答:(1)每个点电荷所带电荷量是16C.
(2)每个电荷所带的电量是元电荷的1×1020倍.
两个半径均为r的同种材料的带电金属小球,其中一个球所带电荷量是另一个的5倍,相距为d(d>>r)时它们之间的库仑力为F,现将它们相互接触后又放回原处,则它们之间的库仑力大小为______F或______F.
正确答案
解析
解:若两电荷同性,设一个球的带电量为Q,则另一个球的带电量为5Q,此时F=,接触后再分开,带电量各为3Q,则两球的库仑力大小
=
.
若两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为2Q,此时两球的库仑力.
故答案为:,
如图所示,点电荷A的电荷量为Q,点电荷B的电荷量为q,相距为r.已知静电力常量为k,求:
(1)电荷A与B之间的库仑力大小;
(2)电荷A在电荷B所在处产生的电场强度大小;
(3)移去电荷B后,在原电荷B处换上点电荷C,点电荷C的电荷量为2q,A在电荷C所在处产生的电场强度大小.
正确答案
解析
解:(1)根据库仑定律,则两电荷间的库仑力为:
代入得:;
(2)根据电场强度的定义式,则电荷A在电荷B所在处的电场强度大小:
代入得:;
(3)由比值定义法,可知,A在电荷C所在处的电场强度与电荷B无关,;
答:(1)电荷A与B之间的库仑力大小;
(2)电荷A在电荷B所在处产生的电场强度大小;
(3)A在电荷C所在处产生的电场强度大小.
如图所示,有两个带电小球,电量分别为+Q和+9Q,在真空中相距0.4m.如果引进第三个带电小球,正好使三个小球都处于平衡状态,第三个小球带的是哪种电荷?应放在什么地方?电量是Q的几倍?
正确答案
解析
解:三个自由带电小球平衡条件:三点共线,两大夹小,两同夹异,近小远大;
(1)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离+Q较近.
(2)设第三个小球带电量为q,放在距离+Q为x处,由平衡条件和库仑定律有:
K=K
即 9X2=(0.4-X)2,
解得 X=0.1m
(3)以+Q为研究对象,由平衡条件得:
k=k
解得 q=
Q; 即电荷量为Q的
倍
答:第三个小球带负电;应放在距离+Q为0.1m处;电荷量为Q的倍.
A、B两个大小相同的金属球,分别带有电量qA=+Q和qB=-3Q,相距r放置时(r远大于球的直径),它们之间静电力的大小为F,若让两球接触后放回原处,则它们之间静电力的大小变为( )
正确答案
解析
解:金属小球A和B,带电量分别为+Q和-3Q,相互作用力大小为F,
根据库仑定律,有:
F=k
将两球接触后再放回原处,电荷先中和再平分,带电量变为=-Q,
根据库仑定律,有:
F′=k=
F;
故选:B.
如图所示,倾角为30°的直角三角形底边长为2L,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨.现在底边中点O处固定一正电荷Q,让一个质量为m的带负电的点电荷从斜面顶端A沿斜面滑下.已测得它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为v,则该质点滑到斜边底端C点时的速度为______.
正确答案
解析
解:因OD=OC,则正电荷Q在D、C两点的电势相等,故:UAD=UAC,由W=qU知,WAC=WAD.
在质点从D到C两点得过程中,由动能定理:
解得:
故答案为:
在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B.当两球球心间的距离大于L时,A球以速度vo做匀速运动,B静止.当两球球心间的距离等于或小于L时,A球做加速度大小为2a的匀减速运动,同时B球开始向右做初速度为零的加速度为a的匀加速运动,如图所示.欲使两球不发生接触,则必须满足什么条件?
正确答案
解析
解:A球向B球接近至A、B间的距离小于L之后,A球的速度逐步减小,B球从静止开始加速运动,两球间的距离逐步减小.当A、B两球的速度相等时,两球间的距离最小.若此距离大于2 r,则两球就不会接触,所以不接触的条件是:
v1=v2
L+s2-s1>2r
其中v1、v2为当两球间距离最小时,A、B两球的速度,s1、s2为两球间距离从L变至最小的过程中,A、B两球通过的路程.
设v0为A球的初速度,则由匀加速运动公式,得:
v1=v0-2at
v2=at
联立以上各式解得:
答:v0必须满足的条件为.
甲、乙两点电荷间的距离保持不变,当有其他电荷靠近它们时,甲、乙两电荷之间的库仑力将( )
正确答案
解析
解:根据库仑定律公式,甲、乙两电荷之间的库仑力为:F=,当有其他电荷靠近它们时,甲乙电荷的电荷量不变,距离不变,则库仑力不变,故C正确.
故选:C
如图所示,三个完全相同的带电小球a、b、c分别位于等边三角形的三个顶点上,b和c带正电,a带负电,已知c受到a和b的静电力的合力可用图示四条有向线段中的一条来表示,则它可能是( )
正确答案
解析
解:对c球受力分析,如图
由于a所带电荷量的大小比b的大,故a球对c球的静电引力较大,根据平行四边形定则,合力的方向如图;
故选C.
真空中有甲、乙两个点电荷,相距r时的静电力为F.若两者距离变为2r,使甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的3倍,距离则它们之间的静电力变为______.
正确答案
1.5F
解析
解:设甲的电荷量为Q,乙的电荷量为q.
变化前静电力为:
,
变化后静电力为:
.
故答案为:1.5F.
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