- 电荷:库仑定律
- 共6262题
在真空中有两个点电荷,一个带正电,另一个带负电,电荷量大小均为Q=2×10-4C,它们之间的距离r=2m.静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.
(1)问这两个点电荷之间的静电力是引力还是斥力?
(2)求这两个点电荷之间的静电力大小F?
正确答案
解析
解:(1)由于两个电荷是异种电荷,因此这两个点电荷之间的静电力是吸引力.
(2)根据库仑定律有:F=k,代入数据得:F=9.0×109×
N=90N.
答:(1)这两个点电荷之间的静电力是吸引力.
(2)这两个点电荷之间的静电力大小为90N.
如图所示,在光滑水平面上固定一个小球A,用一根原长为l0、由绝缘材料制成的轻弹簧把A球与另一个小球B连接起来,然后让两球带上等量同种电荷q这时弹簧的伸长量为x1,如果设法使A、B两球的电量各减少一半,这时弹簧的伸长量为x2,则( )
正确答案
解析
解:两个小球的电量均减小一半,根据库仑定律F=k 知:若两个球之间的距离保持不变时,库仑力减小为原来的
;
由于库仑力减小,弹簧的弹力减小,弹簧的伸长量减小,两球间的距离减小,所以实际的情况是小球之间的库仑力会大于原来的.
此时弹簧的伸长量x2>x1.选项C正确,ABD错误.
故选:C.
如图所示,某点O处固定一点电荷+Q,一电荷量为-q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动,另一电荷量为-q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动,两轨道相切于P点.两个运动电荷的质量相等,它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计,且q1>q2.当-q1、-q2经过P点时速度大小分别为v1、v2,加速度大小分别为a1、a2,下列关系式正确的是( )
正确答案
解析
解:在p点时,两电荷受力均为库仑力分别为
因为q1>q2,所以F1>F2
由牛顿第二定律F=ma,因为m相同,所以a1>a2,所以AB均错误.
由牛顿第二定律F=ma,q1做匀速圆周运动,所以:
q2做向心运动,所以:
因为F1>F2,所以所以v1>v2
所以D正确,C错误.
故选:D.
如图所示,电量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点,两点相距L.在以L为直径的光滑绝缘的半圆环上,穿有负点电荷q(不计重力)且在P点平衡,PA与AB夹角为α,则
应为( )
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ABD错误,C正确.
故选C.
如图所示,真空中的光滑绝缘的水平面上的三个点电荷q1、q2、q3,恰好都处于平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力的作用,已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍.下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态,则一定满足“两同夹异,近小远大”原理,即两边的电荷电性相同和中间的电性相反,判断电量大小关系时,距离远的电量大于距离近的电量,故AB正确.
CD、根据库仑定律,依据矢量合成,则有:=
=
;
已知q1、q2间的距离是q2、q3间的距离的2倍,所q1:q2:q3=36:4:9,故C正确,D错误;
本题选择错误的,故选:D.
电荷量为Q1、Q2的两个正电荷分别置于A点和B点,两点相距L.在以L直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球+q(视为点电荷),在P点平衡.不计小球的重力,那么PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系应该满足什么关系?
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,且r1=Lcosα ①
F2=k,r2=Lsinα ②
根据平衡条件有:
③
联立①②③解得:tan3α=,
答:PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系应该满足是:Q1tan3α=Q2.
如图所示,金属板带电量为+Q,质量为m的金属小球带电量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L.+Q在小球处产生的场强为______+q在O点产生的场强为______.
正确答案
解析
解:对金属小球受力分析,如图所示:
根据平衡条件,有:
F=mgtanθ
故+Q在小球处产生的场强为:
E=
根据点电荷的场强公式,+q在O点产生的场强为:
E=
故答案为:,
.
真空中有两个相距0.1m,带电量相等的点电荷,它们之间的静电力的大小为3.6×10-4N,求每个电荷的带电量是元电荷的多少倍?
正确答案
解析
解:根据库仑定律可得:
F=k,
所以:q==
=2×10-8C,
点电荷所带电荷量是元电荷的倍数为:
n==
=1.25×1011,
答:每个点电荷所带电荷量是元电荷的1.25×1011倍.
如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线.已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、点电荷Q1、Q、Q2恰好静止不动,因此根据库仑定律,则有:,所以Q1、Q2的电荷量之比为
,故A、B均错误.
CD、对Q1、Q2:它们间的库仑引力提供向心力,则有:m1ω2r1=m2ω2r2,所以Q1、Q2的质量之比为,故C正确,D错误.
故选:C.
半径相同带等量同种的电荷的两个金属小球A、B,相隔一定距离,两球之间的相互作用力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开.这时,A,B两球之间的相互作用力的大小是( )
正确答案
解析
解:若两球带等量的同种电荷,电量都为Q,有:F=k.
则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开.两球所带的电量大小分别为、
,
则库仑力F′=k=
F.
故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
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