- 电荷:库仑定律
- 共6262题
已知如图,光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B,带电量分别为-2Q与-Q.现在使它们以相同的初动能E0(对应的动量大小为p0)开始相向运动且刚好能发生接触.接触后两小球又各自反向运动.当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2,动量大小分别为p1和p2.有下列说法:
①E1=E2>E0,p1=p2>p0
②E1=E2=E0,p1=p2=p0
③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点
④两球必将同时返回各自的出发点
其中正确的是( )
正确答案
解析
解:①②、由动量观点看,系统动量守恒,两球的速度始终等值反向,也可得出结论:两球必将同时返回各自的出发点,且两球末动量大小和末动能一定相等.
从能量观点看,两球接触后的电荷量都变为-1.5Q,在相同距离上的库仑斥力增大,返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功,由机械能定理,系统机械能必然增大,即末动能增大.故①正确,②错误.
③④、由牛顿定律的观点看,两球的加速度大小始终相同,相同时间内的位移大小一定相同,必然在连线中点相遇,又同时返回出发点.故③错误,④正确.
故①④正确、②③错误.
故选:C.
如图所示,挂在绝缘细线下的轻质带电小球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:相互排斥,则两球一定带同种电荷,可能是正电,也可能是负电.
相互吸引,两球可能带异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电,故ABC正确,D错误;
本题选择不正确的,故选:D.
如图所示,QA=2×10-8C,QB=-2×10-8C,A、B相距3cm;在水平方向匀强电场的作用下A、B保持相对静止,绝缘悬线沿竖直方向.求:
(1)外电场的电场强度的大小和方向如何?
(2)A、B中点处的电场强度的大小和方向如何?
正确答案
解析
解:(1)由于带电两球等量异种电荷,以A球为研究对象,小球没有受到外电场的作用时,两带电小球会相互吸引,故小球会往右摆,因此,要小球悬线竖直方向,必须有一向左的水平电场力作用才能保持,所以外电场的方向是水平向左
这时根据库仑定律得:小球A受到B的电场力为:FBA=k
同时小球A也受到外电场的电场力为:F外=QAE外,由小球保持平衡,故,FBA=F外,即:k=QAE外
所以外电场的电场强度大小为:
E外=k=2×105 N/C,方向水平向左.
(2)A、B中点处的电场强度由E外与A、B两电荷的电场叠加而成,则A、B中点的电场强度的大小为:
E中=EA+EB-E外=+
-E外=
-2×105=1.4×106 N/C,方向水平向右.
答:(1)外电场的电场强度的大小2×105 N/C,方向水平向左.
(2)A、B中点处的电场强度的大小1.4×106 N/C,方向水平向右.
三个完全相同的金属小球a,b,c位于等边三角形的三个顶点上,a和c带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小,已知c受到 a和b的静电力的合力可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它应是( )
正确答案
解析
解:对c球受力分析,如图
由于b球的带电量比a球的大,故b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:A.
a、b两金属球均带电,可以确定的是( )
正确答案
解析
解:A、a对b的作用力与b对a的作用力是属于相互作用力,两者大小相等,故A错误,C正确;
B、相互间的库仑力与各自带电量无关,故B错误;
D、相互间的库仑力与各自带质量无关,故D错误;
故选:C
如图,真空中两点电荷P、Q相距L=4.0m,P电荷量为q1=+4.0×10-6C,Q电荷量为q2=+3.0×10-6C,已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.求:两点电荷间的库仑力大小.
正确答案
解析
解:由库仑定律得:F=k=9.0×109×
N=6.75×10-3N
答:这两个电荷间的相互作用力大小为6.75×10-3N.
有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量7q,B带电荷量-q,C不带电,将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移走C,试求:
(1)A、B、C最终各带多少电荷量
(2)A、B间的库仑力变为原来的多少倍.
正确答案
解析
解:(1)带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.
将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移走C,
所以A、B、C最终带电量q==2q
(2)原来A、B间的相互吸引力的大小是F=
后来A、B间的相互吸引力的大小是F′=
所以=
答:(1)A、B、C最终带电量是2q.
(2)A、B间的库仑力变为原来的倍.
真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F.如果将它们间的距离增大为原来的2倍,同时将它们的电荷量也增大为各自原来的2倍,则它们之间的静电力应为( )
正确答案
解析
解:根据库仑定律公式有:,
电量的变为原来的2倍,距离的也变为原来的2倍,即:
故库仑力不变;选项B正确.
故选:B
如图所示,用绝缘丝线将一带正电的小球N挂在水平横杆上的P点,在N的左侧放置一带正电的小球M,由于静电相互作用,N平衡时丝线与竖直方向有一定的偏角.如果M的电荷量减半,丝线偏角______(选填“变大”、“变小”或“不变”).如果两球的电荷量不变,把M向右移动一定距离,N静止时受到的静电力______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
正确答案
变小
变大
解析
解:M的电荷量减半时,根据库仑定律的公式F=k 知,静电力减小,则丝线偏角变小;
如果两球的电荷量不变,把M向右移动一定距离,即r变小,根据库仑定律的公式F=k 知,静电力变大.
故答案为:变小、变大
有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q、B带电荷量-Q、C不带电,将A、B分别固定起来,然后让C球反复很多次与A、B球接触,最后移去C球,则A、B球间的库仑力变为原来的( )
正确答案
解析
解:带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.
将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移走C,
所以A、B、C最终带电量q==2q
原来A、B间的相互吸引力的大小是F=
后来A、B间的相互吸引力的大小是F′=
所以=
故选B.
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