电荷：库仑定律_章节学习

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题型：填空题

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填空题

在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl-与其最邻近的八个一价铯离子Cs+构成如图所示的立方晶结构．则氯离子所受的库仑力大小为______；假设图中箭头所指处缺少一个铯离子（称作晶格缺陷），则此时氯离子所受的库仑力大小为______．（1nm=10-9m，静电力恒力k=9•109N•m2/C2）

正确答案

0

1.92×10-9N

解析

解：（1）由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故F1=0．

（2）除了有缺陷的那条对角线外，其他铯离子与氯离子的作用合力为零，

所以氯离子所受的合力F2的值为，F2=k=k=1.92×10-9N．

故答案为：（1）0；（2）1.92×10-9N．

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题型：简答题

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简答题

“真空中两个静止点电荷相距10cm，它们之间相互作用力大小为9×10-4 N．当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×108 C的点电荷，问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下：

根据电荷守恒定律：

q1+q2=3×10-8c①

根据库仑定律：q112=F=×9×10-4c2=1×10-15c2=b，

所以q2=，代入①式得：

q12-aq1+b=0

解得：

q1=（a±=（3×10-8±）c

根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的问题并给出正确的答案．

正确答案

解析

解：由于题中仅给出相互作用力的大小，该同学是把两个电荷当成同种电荷去求解，最终无解，

两点电荷也有可能是异种电荷，按电荷异号计算．

由q1-q2=3×10-8C=a，q1q2=1×10-15C2=b

得 q12-aq1-b=0

由此解得：q1=5×10-8C

q2=2×10-8C

答：两电荷是异种电荷，两电荷的带电量大小分别为：q1=5×10-8C，q2=2×10-8C

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题型：简答题

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简答题

如图所示，放在光滑绝缘水平面上的两个小球，相距0.18m，已知Q1电量为+1.8×10-12C，此时两个点电荷间的静电斥力F=1.0×10-12N，静电力常量k=9.0×109N•m2/C2．求：

①Q2带正电还是带负电，所带的电量是多少？

②当它们的距离为0.36m时，它们之间的静电力是多大？

正确答案

解析

解：（1）两个小球之间是静电斥力，则两球带同种电荷，由于一小球带正电，故另一球Q2也带正电；

根据库仑定律有：F=，

则有：C=2×10-12C

（2）由F==9.0×109×N=2.5×10-13N

答：（1）Q2小球带正电；小球所带的电量大小为2×10-12C；

（2）当它们的距离为0.36m时，则它们之间的静电力大小为2.5×10-13N．

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题型：简答题

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简答题

在研究两点电荷间的相互作用力的演示实验中把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置，如图所示，发现挂在P1时悬线与竖直方向的偏角最大．把小球挂在同一位置，增大或减小它所带电荷量时，偏角相应地增大或减小．根据观察到的两个现象可以认为两点电荷间的相互作用力的大小与______和______因素有关．

试定性分析它们与相互作用力之间存在的变化关系？

（1）______

（2）______．

正确答案

解析

解：根据库仑定律，可知两点电荷间的相互作用力的大小与点电荷的电量及点电荷的间距有关；

小球远离带正电的A球，说明细线悬挂的小球带正电，悬挂的小球离带正电的A球越远，受到的作用力越小，同种电荷距离越近排斥作用越强，所以，电荷之间的相互作用跟距离有关，且电荷间的作用力大小随电荷间距离的增大而减小．

故答案为：与点电荷所带电量；点电荷间的距离．

（1）相互作用力随点电荷所带电荷量的增大（减小）而增大（减小）；

（2）相互作用力随点电荷间的距离的增大而减小．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处有另一带电小球B．现给B一个垂直于AB方向的速度v0，则下列说法中正确的是（　　）

AB球可能做直线运动

BA球对B球的库仑力可能对B球不做功

CB球的电势能可能增加

DB球可能从电势较高处向电势较低处运动

正确答案

B,C,D

解析

解：

A、由题看出，小球B受到的静电力与速度不在同一直线上，则B球不可能做直线运动．故A错误．

B、若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功．故B正确．

C、若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好小于时，B球会远离A球，引力做负功，电势能增加．故C正确．

D、由于两球电性未知，B球可能受斥力会远离A球，也可能受到引力靠近A球，所以B球可能从电势较高处向电势较低处运动．故D正确．

故选BCD

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题型：简答题

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简答题

如图所示，把质量为3g的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电量为Q=-4.0×10-6C的带电球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距20厘米时，绳与竖直方向成α=30°角，A、B球均静止．试求：B球的带电量．

正确答案

解析

解：对球B受力分析，如图

根据共点力平衡条件，结合几何关系得到：

Tsin30°=F

Tcos30°=mg

解得：F=mgtan30°

根据库仑定律，有：

F=k

解得：q=×10-7C

即B球的带电量是×10-7C，且带负电．

答：B球的带电量-×10-7C．

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题型：单选题

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单选题

真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的5倍，它们之间作用力的大小等于（　　）

AF

B5F

C

D

正确答案

D

解析

解：根据库仑定律，开始时：F=k，

将它们之间的距离增大到原来的5倍后：F′=k=，

故选：D．

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题型：单选题

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单选题

把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是（　　）

A带等量异种电荷

B带等量同种电荷

C带不等量异种电荷

D一个带电，另一个不带电

正确答案

A

解析

解：A、两个小球原来分别带等量异种电荷，接触后电荷完全中和，两球不存在排斥力．故A不可能．

B、两个小球原来分别带同种电荷，把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故B可能．

C、两个小球原来分别带不等量异种电荷，小球接触后电荷先中和再平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故C可能．

D、原来的其中一个带电，把两个完全相同的小球接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故D可能．

本题选不可能的，

故选：A．

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题型：单选题

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单选题

A、B两个点电荷相距R时，它们之间的为库仑力为F，若将它们的间距变为2R，则它们之间的库仑力为（　　）

AF

B2F

C4F

D0.25F

正确答案

D

解析

解：设点电荷的电荷量为Q和q，当距离为R时，它们之间的库仑力为F=k，

当点电荷间距离变为3R时，它们之间的库仑力为F′=k=，故D正确，ABC错误．

故选：D．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•枣庄期末）A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2，B点位于A、C之间，在B点固定电荷量为Q的点电荷，当把电荷量为+q的点电荷放在A点时，+q点电荷受到静电力的大小为F，移去A点电荷，再把电荷量为-2q的点电荷放在C点，则-2q的点电荷放在C点，则-2q的点电荷所受静电力的大小为（　　）

A

B

CF

D2F

正确答案

B

解析

解：根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，分析可知电荷量为-2q的点电荷在C处所受的电场力方向与F方向相同．

设AB=r，则有BC=2r．

则有：F=k

故电荷量为-2q的点电荷在C处所受电场力为：FC=k，故B正确，ACD错误；

故选：B

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