- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示真空中、有q1、q2、q3三个点电荷,它们处在同一直线上,且都处于平 衡状态,现知道q2为负电荷,则q1为______电荷,q3为______电荷,如果L2>L1,三个电荷所带的电荷量从大到小的排列顺序是______.
正确答案
正
正
q3>q1>q2
解析
解:假设q1带负电,要使q2平衡则q3也应带负电,但此时q1、q3因都受斥力而不平衡,故q1带正电,同理分析q3带正电.
由于三个电荷均处于平衡状态,所以
对q1有:k=k
…①
对q2有:k=k
…②
对q3有:k=k
…③
联立①②③可解得:q1:q2:q3=()2:1:(
)2
因为L1>L2,所以q3>q1>q2
故答案为:正,正,q3>q1>q2.
某同学发现库仑定律和万有引力定律有许多可比之处,他对此做了一番比较,得到如下结论,你认为正确的是( )
①静电力和万有引力都不是通过直接接触而引起的
②库仑定律和万有引力定律分别只适用于点电荷之间和质点之间的相互作用
③带电体都有质量,因此他们之间除了静电力外,还存在万有引力
④氢原子中的电子和原子核之间主要是靠静电力发生相互作用.
正确答案
解析
解:①、两电荷之间通过电场发生作用,物体可以不接触,两物体之间通过引力场发生作用,两物体不接触也会存在万有引力.故①正确.
②、库仑定律只适用于点电荷之间的相互作用,万有引力定律既适用于质点之间的相互作用、也适用于均质球体之间的相互作用.故②错误.
③、带电体间存在静电力,还存在万有引力.故③正确.
④、氢原子中的电子和原子核之间存在静电引力,还存在万有引力,不过其力较小,氢原子中的电子和原子核之间主要是靠静电力发生相互作用.故④正确.
即①③④正确.
故选:C
如图所示,整个装置静止时,绳与竖直方向的夹角为30°.AB连线与OB垂直.若使带电小球A的电量加倍,带电小球B重新稳定时绳的拉力为( )
正确答案
解析
解:对小球B受力分析,并采用合成法如题图所示,即使球B到达新的平衡,总是满足:△OBA∽△BGT′
则=
得:T′=G•=Gcos30°,
故A正确、BCD错误.
故选:A.
两个小金属球A和B的半径之比为rA:rB=1:3,所带电荷量大小之比QA:QB=1:7,两小球球心间距离远大于小球半径且间距为L时,它们之间的静电力大小为F.已知取无穷远处为零电势,导体球表面的电势φ=k,其中是导体球所带的电荷量,是导体球的半径,是静电力常量.现保持两金属小球位置不变,用细导线将两小球连接,达到静电平衡后取走导线,这时、两球之间的静电力大小可能是( )
正确答案
解析
解:设两球的带电量大小分别为-q、7q.根据库仑定律公式得,相距L时的相互吸引作用力为:F=k.
接触前它们带异性电荷.当它们相互接触后,异性电荷中和后重新分配.它们相互接触达到静电平衡后,电势相同.
因φ=k,所以它们电量之比为
.
因 Q总=7q-q=6q,可得 qa=,qb=
.且电性相同.
将它们放回原处,再根据库仑定律公式得:F′=k=
F.
设两球的带电量大小分别为q、7q.根据库仑定律公式得,相距L时的相互吸引作用力为:F=k.
接触之前它们带同性电荷.当它们相互接触后,电荷重新分配.它们相互接触达到静电平衡后,电势相同.
因φ=k,所以它们电量之比为
.
因 Q总=7q+q=8q,可得 qa=2q,qb=6q.且电性相同.
将它们放回原处,再根据库仑定律公式得,F′=k=
F.
故B、D正确,A、C错误.
故选:BD.
真空中有两个带等量异种电量的金属球,它们之间的静电力大小为F.如果把它们接触后再放回原处,则关于它们之间的静电力的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:两个相同的金属小球,带等量异种电荷,它们之间的库仑力:F
将它们接触后放回原处时两个小球所带的电量为零,它们之间的库仑力:F′=0.所以选项A正确,选项BCD错误.
故选:A.
用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球,并悬挂于同一点.已知两小球质量均为m,当它们带上等量同种电荷时,两细线与竖直方向的夹角均为θ,如图所示.若已知静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)画出左边小球的受力分析图
(2)小球受绝缘细线拉力的大小;
(3)小球所带的电荷量.
正确答案
解析
解:(1、2)对小球进行受力分析,如图所示.
设绳子对小球的拉力为T,
根据平衡条件得:=cosθ,
T=
(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F,=tanθ
F=mgtanθ
根据库仑定律得:F=;
而r=2Lsinθ
解得:
答:(1)如上图所示;
(2)小球所受拉力的大小是;
(3)小球所带的电荷量是2Lsin.
如图所示,电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点,两点相距为L,在以L为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电荷量为q的小球(视为点电荷),在P点平衡,若不计小球的重力,那么PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系满足( )
正确答案
解析
解:对小球进行受力分析如图所示:
根据库仑定律有:
F1=k,r1=Lcosα…①
F2=k,r2=Lsinα…②
根据平衡条件有:
F1sinα=F2cosα…③
联立①②③解得:tan3α=,故ACD错误,B正确.
故选:B.
一个带电球N通过绝缘细线悬挂于P点,当固定在绝缘架上的另一带电球M靠近它时,细线与竖直方向成一偏角,如图所示.由此可知( )
正确答案
解析
解:A、带电球N通过绝缘细线悬挂于P点,当固定在绝缘架上的另一带电球M靠近它时,细线与竖直方向成一偏角,
所以N球受到向右的库仑斥力,所以两球一定带同种电荷,故A正确,B错误;
C、根据题意无法判断两球所带电荷量的关系,故C错误;
D、偏角不仅由两球所带电荷量决定,还与两球的距离有关,故D错误;
故选:A.
用两根长度相等的绝缘细线系住两个质量相等的带电小球A和B,A带正电,B带负电,且|qA|=2|qB|,悬挂在水平向右的匀强电场中,保持平衡状态,能正确表示系统平衡状态的图是( )
正确答案
解析
解:A带正电,受到的电场力水平向右,B带负电,受到的电场力水平向左.以整体为研究对象,分析受力如图.
设OA绳与竖直方向的夹角为α,则由平衡条件得
tanα=
以B球为研究对象,受力如图.设AB绳与竖直方向的夹角为β,则由平衡条件得
tanβ=
得到α=β
故选:C
视为点电荷的两带电小球A、B,固定在绝缘光滑水平面上,相距L,带电量分别为-Q、+4Q,现在引入点带电小球C,求:
(1)C放在何处在A、B库仑力作用下C静止?
(2)若A、B不固定,C带电量多少时?A、B、C均静止.
正确答案
解析
解:(1)因为A、B带电量分别为-Q、+4Q,所以C应放在AB两电荷电场强度的矢量和为零的地方,
设距A为x,则有x处有:;
解得:x=L;
(2)设C带电量为q,且由平衡条件可知,带负电;
对A由平衡条件,则有:;
解得:q=-4Q;
答:(1)C放在距A为L处在A、B库仑力作用下C静止;
(2)若A、B不固定,C带电量-4Q.
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