- 电荷:库仑定律
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如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离为l1,q2与q3之间的距离为l2,且每个电荷都处于平衡状态.则以下结论正确的是( )
正确答案
解析
解:(1)假设q1带负电,要使q2平衡,则q3也应带负电.
如果q1带正电,要使q2平衡则q3也应带正电.但是q1、q3不能平衡,所以q1、q3都带负电荷,故AB错误.
(2)设l1=l2=l,由于三个电荷均处于平衡状态,由库仑定律建立如下平衡式:
对q1:=
对q2:=
对q3:=
解得:q1:q2:q3=4:1:4.
因此若l1<l2,则三个点电荷中q3电量最大,故C正确,D错误;
故选:C.
如图所示,光滑水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,如由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍.现如在AB中点固定一个带电C球(也可看作点电荷),再由原处静止释放A、B两球,结果两球加速度大小相等.则C球带电量为( )
正确答案
解析
解:由静止开始释放,A球加速度的大小为B球的2倍.根据牛顿第二定律可知,A、B两个带电小球的质量之比为1:2;
当在AB中点固定一个带电小球C,由静止释放A、B两球,释放瞬间两球加速度大小相等,
根据库仑定律与牛顿第二定律,且有:对A来说,K-K
=ma
对B来说,K+K
=2ma
综上解得,QC=
根据库仑定律与牛顿第二定律,且有:对A来说,K-K
=ma
对B来说,k+k
=2ma
综上解得,QC=,故AD正确,BC错误;
故选:AD.
两个通草球带电后相互推斥,如图所示.两悬线a、b跟竖直方向的夹角分别为α、β,两球在同一水平面上.两球质量用m和M表示,所带电量用q和Q表示.若已知α>β,则一定有的关系( )
正确答案
解析
解:A、两个球相互排斥,根据牛顿第三定律,相互排斥力相等,故A错误;
B、C、对左侧小球受力分析,受重力mg,拉力T和静电斥力F,如图
根据平衡条件,有
Tsinα=F
已知α>β,所以,悬线a受到的拉力一定小于悬线b受到的拉力,故B错误;
Tcosα=mg
解得
F=mgtanα ①
再对右侧小球受力分析,同理有
F=Mgtanβ ②
由①②解得
m<M
故C正确;
D、两球相互排斥,根据牛顿第三定律,相互排斥力相等,与带电量无关,D错误;
故选C.
(2014秋•莱州市期末)真空中有两个点电荷,当它们之间的距离为r时,两电荷之间的静电力为F,若将它们各自的电荷量都增大到原来的3倍,而距离变为1.5r时,两电荷之间的静电力将变为( )
正确答案
解析
解:距离改变之前:F=k…①
当电荷量都变为原来的3倍,而距离变为1.5r时,时:F′=k…②
联立①②可得:F1=4F,故ABD错误,C正确.
故选:C.
两个完全相同的绝缘金属小球分别带有正、负电荷,固定在一定的距离上,若把它们接触后再放回原处,则它们间库仑力的大小与原来相比将( )
正确答案
解析
解:设两金属球的带电量大小分别为:q1、q2,接触后再分开,所带的电量相等,为.因为
可能大于q1q2,可能小于q1q2,可能等于q1q2,所以库仑力可能变大,可能变小,可能不变.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球(可看成点电荷),其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,当它们静止于真空中某两点时,库仑引力大小为F.现将两球接触后再放回原处,则它们间静电力的大小为( )
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:
则两球的库仑力大小为:.
若两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为:,
此时两球的库仑力为:.故B、D正确,A、C错误.
故选:BD.
如图所示,在M.N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、MN间电场线从M到N,沿着电场线电势逐渐降低,故A点电势高与B点电势,故A错误;
B、电场中A、B两点的电场线疏密程度相同,方向相同,故A、B两点的电场强度相同,故B正确;
C、将一正电荷从A点移到B点,电场力向右,做正功,电势能减小,故C错误;
D、因A点电势高与B点电势,一正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,故D正确;
故选:BD.
如图所示,带正电的点电荷O固定,一点电荷q前后两次分别沿l、2两轨道绕O运动,1轨是半径为r的圆周,电荷运动的速率为VA;2轨为绕O运动的椭圆轨道,两轨道相切于C点,B为椭圆的最远点,到O的最远距离为2r,在2轨经过B点的速率是VB.则( )
正确答案
解析
解:A、因两电荷A、B分别在O点的正点电荷的电场力作用下沿1、2两轨道运动,这个电场力只能是静电引力,所以q一定为负电荷,故A正确.
B、2轨道相对于1轨道,经过C点后可视为做“离心”运动,所以在2轨经过C点时的速度大于电荷q在1轨经C点时的速度,故B错误,
C、根据静电引力提供向心力,轨道半径越大,周期越大,所以电荷q在2轨运动一周的时间一定比在1轨运动一周的时间长,故C正确
D、根据静电引力提供向心力,
=mω2r
若将固定在O点的电荷量变为原来2倍,为使电荷q仍沿轨道1做圆周运动,
=mω′2r
ω′=ω
所以电荷q做圆周运动的角速度必须变为原来的倍,故D错误
故选AC.
两相同带电小球,带有等量的同种电荷,用等长的绝缘细线悬挂于O点,如图所示.平衡时,两小球相距r,两小球的直径比r小得多,若将两小球的电量同时各减少一半,当它们重新平衡时,两小球间的距离( )
正确答案
解析
解:电量减小,根据库仑定律知,库仑力减小,两球间的距离减小.假设两球距离等于,则库仑力与开始一样大,重力不变,则绳子的拉力方向应与原来的方向相同,所以两球距离要变大些.则两球的距离大于
.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
两个带电量大小之比为5:7的点电荷相聚R,它们之间的库仑力为F,现将两电荷接触后,再放回远处,则后来的库仑力大小为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:F=k得,
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6:6,所以库仑力是原来的36:35.
当两相同金属小球带异种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为1:1,所以库仑力是原来的1:35.故AB正确,CD错误.
故选:AB.
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