- 电荷:库仑定律
- 共6262题
两点电荷间距离为r时,相互作用力为F,当距离变为时,它们之间相互作用力为______F,为使作用力仍为F,则两点电荷的电量可同时为原来的______倍.
正确答案
4
解析
解:变化之前根据库仑定律有:F=,
变化之后有:F′=
解得:F′=4F
为使作用力仍为F,则:
即两点电荷的电量可同时为原来的
故答案为:4,
如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,且每个电荷都处于平衡状态.(只考虑它们间的静电力)求:
(1)若q2为正电荷,则q1、q3的电性?
(2)若已知q1和q2之间的距离为l1,q2和q3之间的距离为l2,则q1、q2、q3三者电量大小之比?
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.
(2)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=()2:1:(
)2
答:(1)如q2为正电荷,则q1、q3都带负电荷;
(2)q1、q2、q3三者电量大小之比()2:1:(
)2.
(2015秋•昆明校级期中)如图所示,A、B为两带电小球,质量分别为mA、mB,用绝缘不可能伸长的细线悬挂,静止时A、B两球处于相同高度.若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由整体法可知,细线的拉力等于两球的重力,故A正确;
BC、对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图
根据平衡条件,则有,两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关;
有:mAg=TAcos30° 因此:TA=mAg,故BC错误;
D、同时烧断AC、BC细线后,A、B在竖直方向重力不变,所以加速度相同,故D正确;
故选:AD.
两个正电荷Q1和Q2的电荷量都为3C,固定于真空中A,B两点,相距r=2m.
(1)在它们连线AB的中点O放入正电荷q1=1C,求q1受到的静电力.
(2)在它们连线上AB外侧的P点,AP=1m,放置负电荷q2,q2=-1C,求q2受到的静电力.
(3)在与A、B相距都为r的M点,放置正电荷q3,q3=8C,求q3受到的静电力大小.
正确答案
解析
解:(1)根据库仑定律公式,正电荷q1到两个点电荷的距离相等,所以q1受到的A与B的库仑力大小是相等的,由于q1受到的两个库仑力都是斥力,所以q1受到的两个力的方向相反,二者相互抵消,所以q1受到的静电力是0.
(2)根据库仑定律公式,负电荷q2受到两个点电荷的作用力都是吸引力,方向相同,
N,
N
所以q2受到的静电力:F=N
(3)根据库仑定律公式,正电荷q3到两个点电荷的距离相等,则大小相等,
N
受力的方向如图,则由几何关系可知,两个分力之间的夹角是60°:
F合=2FA′cos30°=N
答:(1)在它们连线AB的中点O放入正电荷q1=1C,q1受到的静电力是0.
(2)在它们连线上AB外侧的P点,AP=1m,放置负电荷q2,q2=-1C,q2受到的静电力是3.0×1010N.
(3)在与A、B相距都为r的M点,放置正电荷q3,q3=8C,q3受到的静电力大小是9.35×1010.
如图,光滑的绝缘水平面上,有两个质量均为m、带电量分别为+3q和-q的小球A和B,它们在水平向右场强为E的匀强电场中一起向右做匀加速直线运动,且保持相对静止,已知静电力常量k.求:
(1)两球运动的共同加速度.
(2)两球之间的距离.
正确答案
解析
解:(1)对A、B整体:3qE-qE=2ma ①
得:a= ②
(2)设所求的距离为L,则对B有: ③
②、③联立得:
答:(1)它们的共同加速度为a=.
(2)它们之间的距离为.
国际单位制中,库仑定律可写成F=,式中静电力常量k=9×109N•m2/c2.若把库仑定律写成更简洁形式F=
,且式子中的r、F均为国际单位,这样我们可以给点电荷所带的电荷量q定义一种新的单位,则用国际单位制中的基本单位表示电荷量的新单位为:______,且定义的新单位与库仑的换算关系为:1新单位=______库仑(结果可保留根号).
正确答案
•
•s-1
×105
解析
解:若把库仑定律写成F=,
则q1q2=Fr2
而1N=1kg•m/s2,
所以定义q的一个新单位是•
•s-1.
1新单位=库仑=
×105库仑.
故答案为:•
•s-1,
×105
在光滑绝缘的水平面上,有两个相距较近的带同种电荷的小球,将它们由静止释放,则两球间( )
正确答案
解析
解:带同种电荷的两个小球,存在相互作用力斥力,它们之间的距离增大,根据库仑定律,它们之间库仑力大小为F=,Q、q不变,r增大,F减小.
故选:C.
(2015秋•金台区期中)长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点处固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°)放开球让它摆动,问:
(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少?
(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少?
正确答案
解析
解:(1)球静止在A处经受力分析知受三个力作用:重力mg、静电力F和细线拉力F拉,由受力平衡和库仑定律列式:
F拉=F+mg,
F=,
F拉=2mg
三式联立解得:
q=.
(2)摆回的过程只有重力做功,所以机械能守恒,规定最低点重力势能等于零,列如下方程:
mgL(1-cos60°)=mv2
F拉′-mg-F=m
由(1)知静电力F=mg
解上述三个方程得:F拉′=3mg.
答:(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为
(2)摆球回到A处时悬线拉力为3mg.
在真空中有分别带电量为+3C和-6C的A、B两个点电荷,他们之间的距离为3m.
求:(1)A、B之间的库仑力为多大
(2)表现为斥力还是引力?
正确答案
解析
解:(1)根据库仑定律,代入数据得
F=
(2)由于两电荷是异种电荷,故相互吸引.
答:(1)A、B之间的库仑力为1.8×1010N.(2)A、B之间表现为引力.
如图所示,一带电量为q的金属球,固定在绝缘的支架上,这时球外P点的电场强度为E0,当把一电量也是q的点电荷放在P点时,测得点电荷受到的静电力为f;当把一电量为aq的点电荷放在P点时,测得作用于这点电荷的静电力为F,则在国际单位制中( )
正确答案
解析
解:A、本题中的场源电荷为金属球体而不是固定的点电荷,在P点没有放点电荷时,电荷量均匀分布在球体外表,金属球体可以等效为电量集中于球心的点电荷.但是,当有点电荷放在P点时,由于同种电荷相互排斥,使得金属球上的电荷分布不再均匀,带电的等效中心偏离球心,根据点电荷场强公式,可知此时P点的场强已经发生了变化.故A、B错误.
C、当把电荷量为aq的点电荷放在P点时,电荷量越小,即a比1小得越多,金属球带电中心偏离球心越小,球在P点激发的场强越接近于,E0即F的数值越接近aqE0.当a<<1时,点电荷可看作电荷量足够小的试探电荷,对场源电荷的影响很小,P点场强认为没有变化.故C错误,D正确.
故选D.
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