- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1×10-8C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上.
(1)x坐标轴上那个位置的电场强度为零?
(2)x坐标轴上那些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的?
正确答案
解析
解:(1)某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式E=
所以要使电场强度为零,那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强大小相等方向相反.
不会在Q1的左边,因为Q1的电荷大于Q2,也不会在Q1 Q2之间,因为它们电荷相反,在中间的电场方向都是一样的
所以,只能在Q2右边.
设该位置据Q2的距离是L,
所以=
解得L=6cm
所以x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)在Q1 Q2之间,正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向沿x轴正方向,所以实际场强也是沿x轴正方向,
根据点电荷的场强公式得x坐标轴大于12cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域.
所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
答:(1)x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q的正电荷,另一电荷量为q的带正电的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷的受力为零,现在球壳上挖去半径为r的小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为______(已知静电力常量为k),方向______.
正确答案
由球心指向小孔中心
解析
解:球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔的电荷量,为:q′=,
根据库仑定律,可知点电荷量 q′对在球心点电荷q 处的电场力为:F==
,
那么剩下的球壳电荷对球心处点电荷的电场力也为:F=,
库仑力的方向,即为指向小孔.
故答案为:,由球心指向小孔中心.
如图所示,在带电量为Q的点电荷B的电场中,质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在电场力作用下以速度v绕B沿顺时针方向作匀速圆周运动,则B带______(选填“正”或“负”)电,电荷A作圆周运动的半径r=______,等效电流强度大小为______.(静电力常量为k)
正确答案
正
解析
解:由题意可知,小球做圆周运动,故小球受到指向圆心的力;故中心电荷应为正电荷;
由向心力公式可知:
=m
解得:r=;
转动周期T=
等效电流I==
故答案为:正;;
真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q(q远小于Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为( )
正确答案
解析
解:A、B、根据场强的定义,放在电场中某点的试探电荷受到的电场力与试探电荷本身的带电量的比值,叫做该点的电场强度,故E=,故A错误、B正确.
C、D、根据库仑定律得F=,根据电场强度的定义式得
=
,故C、D均错误.
故选:B.
空间存在两个带等量同种正电荷量Q的小球,相距为L,如图所示.现引入一个点电荷到其产生的电场中,若引入的点电荷的带电性质、初速度的大小和方向等满足一定条件.则引入的点电荷可能做的运动是( )
正确答案
解析
解:A、根据电场的叠加原则,可知,电场强度是变化的;而电场最基本的性质就是对处于其中的电荷具有静电力;故带电粒子(不计重力)在这些静电场中的运动不可能是匀变速运动;故A错误;
B、在等量同种点电荷产生的电场中,同种电荷的粒子在两个电荷连线之间某点释放后,受到的电场力提供回复力,使粒子做往复运动;故B正确;
C、D、如果粒子带负电,且受到的电场力恰好提供向心力,粒子的速度与电场力垂直,则做匀速圆周运动;粒子绕点电荷运动可能是匀速圆周运动,故C错误;D正确;
故选:BD.
半径均为R的两个相同的金属球带有等量异种电荷Q,两球球心相距为3R,两金属球间的作用力为f.另有两个相等的同种点电荷,带电量也为Q,相距也为3R,两点电荷间的作用力为f′,则应该( )
正确答案
解析
解:带同种电荷的两金属球,由于同种电荷相互排斥,所带电量集中在两球的外侧,电荷与电荷的距离大于3R;带异种电荷的两金属球,由于异种电荷相互吸引,所带电量集中在球的内侧,电荷与电荷的距离小于3R,根据F=知,f大于f′,所以
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
两个点电荷相距r时相互作用力为F,则( )
正确答案
解析
解:A、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=k,电量不变距离加倍时,作用力为F′=k
=
F,故A错误.
B、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=k,其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时,作用力为F′=k
=2F,故B错误.
C、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=k,每个电荷的电量和两电荷间距减半时,作用力为F′=k
=F,故C错误.
D、两个点电荷相距r时相互作用力为F,根据库仑定律F=k,每个电荷的电量和两电荷间距都加倍时,作用力F′=k
=F,故D正确.
故选:D.
在真空中有两点电荷,若它们的电量都增加到原来的2倍、它们的距离减小到原来的,则它们之间的作用力将是原来的( )
正确答案
解析
解:根据库仑定律,若它们的电量都增加到原来的2倍、它们的距离减小到原来的
,则
,故D正确、ABC错误.
故选:D.
将一带电小球放置在一场强方向竖直向下的匀强电场中,小球恰好处于静止状态(小球质量为m,其所带电荷量为q,重力加速度为g),求:
(1)小球带何种电荷
(2)场强E的大小.
正确答案
解析
解:(1)小球受重力和电场力处于静止状态,则重力和电场力是一对平衡力,所以电场力竖直向上,由于电场方向竖直向下,电场力方向与电场方向相反,故小球带负电.
(2)根据二力平衡有:mg=qE
所以有:
答:(1)小球带负电.
(2)场强E的大小为.
在国际单位制中,静电力常量K的单位是______.
正确答案
N•m2/C2
解析
解:根据库伦定律F=k,得:
k=,
国际单位制中力F、距离r、电荷(Q、q)的单位分别是:N、m、C,
所以k的单位为N•m2/C2
故答案为:N•m2/C2.
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