- 电荷:库仑定律
- 共6262题
两个带同种电荷导体小球所带电荷量的比值为1:3,相距为r时相互作用的库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则库仑力的大小为______.
正确答案
解析
解:设一个小球带电量为大小Q,则另一个为大小3Q,根据库伦定律有:
两球接触前:
由于两球是带同种电荷,则接触后的电量均为2Q,则库仑力变为:=
故库伦力变为
故答案为:
带电小球A和B的电量分别为+Q和+4Q,它们之间的距离为1.5米,如果引进另一带电小球C,恰好使三个小球都处于平衡状态.问:
(1)C球所带的电荷应当与A、B同号还是反号?
(2)C球应放在何处?
(3)C球所带电量应为多少?
正确答案
解析
解:(1)三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为负电,在AB连线间.
(2)设第三个电荷的电量为q,第三个电荷q所在位置与+Q的距离为r,则第三个电荷所在位置与+4Q的距离为1.5-r,要能处于平衡状态,
所以+Q对q的电场力大小等于+4对q的电场力大小.则有:k=k
解得:r=0.5m.
(3)对点电荷+Q,其受力也平衡,则=
解得:q=Q.
答:(1)C球所带的电荷应当与A、B是反号;
(2)C球应放在距A为0.5m处;
(3)C球所带电量应为-Q
在负的点电荷的电场中,有a,b,c三点,它们到点电荷的距离ra<rb<rc,则( )
正确答案
解析
解:A、负电荷产生的电场线从无穷远出发到负电荷终止,沿着电场线方向电势降低,则C点电势最高.故A正确.
B、根据E=及ra<rb,可知,距离越小,场强越大,则a点场强比b点场强大,故B错误.
C、根据EP=φq,c点电势大于b点电势可知,同一负电荷放在c点比放在b点的电势能小.故C正确.
D、根据W=Uq且Uab与Ubc不知道关系,可知,同一负电荷由a点移到b点和由b点移到c点电场力做功不知道关系,故D错误.
故选:AC
竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘.两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置.如果将小球向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,跟原来相比( )
正确答案
解析
解:对A球受力分析,受到三个力,重力、弹力、库伦力,B小球向左缓慢拉动一小段距离后,库仑力与竖直方向的夹角变小,A的重力不变,墙壁的弹力方向不变,根据平行四边形定则,库仑力变小,墙壁的弹力变小,根据库仑定律得公式可知:电荷量不变,库伦力变小,距离变大,对整体而言,墙壁对球的弹力等于拉力,所以拉力变小,所以两小球间距离将增大,推力F将减小,故AD正确,BC错误;
故选:AD.
以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当电荷的间距远大于自身体积时,可以忽略大小的电荷,称之为点电荷,故A错误;
B、库仑定律适用于点电荷,当电荷间的距离趋近于零时,已不看成点电荷,故B错误;
C、电势为零是人为规定的,与是否带电无关,故C错误;
D、电荷在等势面上移动,电场力不做功,则电场线一定与等势面垂直相交,故D正确;
故选:D.
如图所示,两绝缘轻绳各悬挂一个带电小球,并系于天花板上同一点,静止时两球在同一水平线上,两绳与竖直方向的夹角分别为37°和53°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则( )
正确答案
解析
解:A、两绳同时断裂后两小球竖直方向做自由落体运动,而水平方向做变加速直线运动,根据运动的合成可知,此合运动不可能做匀加速直线运动,故A错误;
B、对a、b受力分析,如图所示,则有:F=mgtan37°,F=Mgtan53°,
解得:a、b两球质量之比为16:9,故B正确;
C、同时断裂后两小球落地时重力的瞬时功率P=Gv,因重力的不相同,则功率也不相等,故C错误;
D、同时断裂后两小球下落过程中,根据牛顿第二定律,a=,虽库仑力的大小相等,但质量的不同,导致加速度不同,则任一时刻水平速度大小也不相等,故D错误;
故选:B.
可看作质点的两带电小球A B带等量同种电荷,相距一定的距离,两小球间的静电力为F,现将跟A完全一样的小球C跟A接触后移走,并将A B间距离减小为原来的一半,A B两小球间的静电力变为多少?
正确答案
解析
解:原来F=k
后来A带电量为
F1=2 k
则F1=2F
答:将A B间距离减小为原来的一半,A B两小球间的静电力变为2F.
真空中有两个静止的、可视为点电荷的带电小球,它们之间的静电力为F,若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二倍,则它们之间作用的静电力大小等于( )
正确答案
解析
解:由库仑定律的公式F=k 知,点电荷的带电小球,它们之间的静电力为F,若将它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大到原来的二倍,则们之间的静电力大小变为原来的
倍.故D正确,A、B、C、错误.
故选:D.
由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比律,因此引力场与电场之间有许多相似的性质,在处理有关问题时可以将它们进行类比.例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为E=.在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱.设地球的质量为M,半径为R,地球表面处重力加速度为g,引力常量为G.如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点,则下列表达式中哪些是能够反映该点引力场强弱的物体量是______[G
、G
、G
、
].
正确答案
G;
解析
解:电场强度的定义式:,其中的F是库仑力,q是试探电荷.重力场也可以这样来计算:
,
如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点,则:,
故答案为:G,
在真空中有两个点电荷静止放置在相距r=0.30m的A、B两点,如图所示.两个点电荷所带电荷量分别为Q=+4.0×10-8C和q=+1.6×10-9C,已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.求:
(1)两个点电荷之间库仑力F的大小;
(2)B处的电场强度E的大小;
(3)若将放在B处的点电荷q取走,该处的电场强度有没有变化?(不要求说明原因)
正确答案
解析
解:(1)由库仑定律得:F=k
带入数据得:F==6.4×10-6N
故这两个电荷间的相互作用力为:F=6.4×10-6N.
(2)根据库伦定律知q所受电场力为:F=k ①
依据电场强度的定义式:E=②
由①②得q1在q2所在处的场强为:E=k=
=4×103N/C.
故B处的电场强度E的大小为:4×103 N/C.
(3)将放在B处的点电荷q取走,该处的电场强度没有变化.
原因是电场强度是通过比值定义得来的,
答:(1)两个点电荷之间库仑力F的大小6.4×10-6N;
(2)B处的电场强度E的大小4×103 N/C;
(3)若将放在B处的点电荷q取走,该处的电场强度没有变化.
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