- 电荷:库仑定律
- 共6262题
关于万有引力定律和库仑定律,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、万有引力定律是牛顿得出的,库仑定律是库伦得出的,故A错误.
B、万有引力定律中常数G的单位是N•m2/kg2,库仑定律中常数k的单位是N•m2/C2,故B错误.
C、万有引力定律和库仑定律形式上相似,但是万有引力和库伦力是性质不同的力,故C错误.
D、万有引力定律只适用于两质点之间的万有引力计算,库伦定律只适用于真空中两个点电荷之间的库仑力计算,故D正确.
故选:D.
真空中有两个点电荷相距r,他们之间的相互作用力为F,现保持它们的电量不变,把它们之间的距离增大到2r,它们之间的相互作用力变为( )
正确答案
解析
解:由库伦定律可得:
变化前:F=
变化后:F′==
F.
故选:A
如图所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为TA、TB;如果使A带正电,B带负电,上、下丝线受力分别为TA′、TB′则( )
正确答案
解析
解:带电前:对B有:TB=GB
对AB组成的整体有:TA=GA+GB
带电后:对B有:TB′+F电=GB,TB′=GB-F电
对整体:TA′=GA+GB
综上所述:TA=TA′,TB>TB′
故选:AC.
如图所示,在粗糙绝缘的水平碗上有一物体A带正电,另一带正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:当质点B由P点运动到最高点的过程中,对物体A受力分析,如图,受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F;
将静电力正交分解,由共点力平衡条件得到:
Fsinθ-f=0 ①
N-Fcosθ-mg=0 ②
由①②两式可解得:
N=mg+Fcosθ;
f=Fsinθ;
其中G与F不变,θ逐渐减小为零,因而支持力N逐渐变大,f逐渐变小;
当质点B由最高点运动到Q点的过程中,再次对物体A受力分析,如下图,受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F;
将静电力正交分解,由共点力平衡条件得到:
Fsinθ-f=0 ③
N-Fcosθ-mg=0 ④
由③④两式可解得:
N=mg+Fcosθ;
f=Fsinθ;
其中G与F不变,θ由零逐渐增大,因而支持力N逐渐变小,f逐渐变大;
综合以上两个过程可知:物体A受到地面的支持力N先增大后减小,物体A受到地面的摩擦力先减小后增大,故A、C正确,B错误;
质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是垂直,因而其瞬时功率一直为零,由W=Pt,A对B不做功,故D错误;
故选AC.
如图所示,两个分别用长l=5cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球(可视为点电荷),带有等量同种电荷.由于静电力为斥力,它们之间的距离为r=6cm.已测得每个金属小球的质量m=1.2×10-3kg.试求它们所带的电荷量q.(已知g=10m/s2,k=9.0×109N•m2/C2)
正确答案
解析
解:带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下,处于平衡状态,
它的受力示意图如图所示.由共点力平衡条件可知:
F=mgtanθ
由几何关系得tanθ==
F==mgtanθ
q=r=6×10-8C
答:它们所带的电荷量是6×10-8C.
一个带+3q和一个带-q的大小完全相同的金属球,相距为r时作用力为F,若把它们相接触后再放到相距为r的地方,假设两种情况下金属球上的电荷都是均匀分布的,这时它们之间的作用力的大小将变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
F=k=
;
而两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为q;
则库仑力F′=k=
;故BCD错误、A正确.
故选:A.
辨析题:如图所示,两个质量分别为m1、m2,带电量分别为q1、q2的金属小球,用两根绝缘轻绳悬挂于同一点O.平衡时,两球恰好位于同一水平面上.轻绳与竖直方向夹角分别为α、β,请确定金属小球质量m1、m2与夹角α、β的关系式.
某同学的解法如下:
设绝缘轻绳长为l,把两小球和轻绳看作整体,如下图所示,
以O为固定转轴,对整个系统,根据力矩的平衡有:
m1g×l×sina=m2g×l×sinβ
即
你认为这位同学的解法是否合理?请说明理由;若不合理,请用你自己的方法算出正确结果.
正确答案
解析
解:答案有错,两绳长度不等.
分别对两小球进行受力分析,如图所示.
F1=m1gtanα
F2=m2gtanβ
由于 F1=F2
所以m1gtanα=m2gtanβ
即
(2015秋•焦作校级月考)两完全相同的金属小球A、B带有等量的电荷,相隔一定的距离,今让第三个相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开.求接触后两球的静电力之比为多大?
正确答案
解析
解:若两球带等量异种电荷;
假设A带电量为Q,B带电量为-Q,
两球之间的相互吸引力的大小是:F=k
第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为:
C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为:-
这时,A、B两球之间的相互作用力的大小:F′=k=
,
若两球带等量同种电荷;
假设A带电量为+Q,B带电量为+Q,
两球之间的相互吸引力的大小是:F=k
第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为:
C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为:
这时,A、B两球之间的相互作用力的大小:F′=k=
.
答:接触后两球的静电力之比1:8与3:8.
电荷之间存在着相互作用力称为______或______,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的______的乘积成正比,与它们的______的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
正确答案
静电力
库仑力
电荷量
距离
解析
解:库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,即称为静电力或库仑力,其跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在两点电荷连线上.
故答案为:静电力,库仑力,电荷量,距离.
两个用相同材料制成的完全相同的带电金属小球(可看成点电荷),其中一个 球的带电量的绝对值是另一个的5倍,当它们静止于真空空间某两点时,静电力大小为F.如果两球原来带异种电荷,将两球接触后再放回原处时,它们间电力的大小为______;如果两球原来带同种电荷,将两球接触后再放回原处,则它们间静电力的大小为______.
正确答案
F
解析
解:1、两球接触前的库仑力为
若两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为:Q1′=Q2′==2Q,
此时两球的库仑力为:F″=k=
F
2、若两电荷同性,接触后再分开,带电量各为:Q1′=Q2′==3Q
则两球的库仑力大小为:F′=k=
.
故答案为:F;
.
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