- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图,质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时细线与竖直方向成37°角,已知电场方向恰使小球受的电场力最小,则小球所带电量为______.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,分析受力情况,如图.
根据作图法得到,电场力qE与细线垂直时,电场力最小
根据平衡条件得
qE=mgsin37°
得到q=;
故答案为:.
在真空中有两个点电荷,其中电荷A的电量是电荷B电量的4倍,它们相距10cm时,相互作用斥力为1.6N,当它们相距20cm时,相互斥力为______,电荷A的电量为______.
正确答案
0.4N
2.7×10-6C
解析
解:设A的电量为4q,则B的电量为q,根据库仑定律得:
F1=k=k
=1.6N ①
F2=k=k
②
由①②可解得:F2=0.4N
q=0.675×10-6C
4q=2.7×10-6C
故答案为:0.4 N,2.7×10-6C.
库仑定律的表达式______;电荷所带的电荷量必定是元电荷______倍.
正确答案
F=
整数
解析
解:库仑定律表达式为F=,其中k为静电力常量k=9.0×109N•m2/C2.
元电荷的数值最早是由美国的物理学家密立根测得的,后来人们又做了许多测量,现在公认的元电荷的值为e=1.60217733-19C
那么带电量均为元电荷的整数倍.
故答案为:F=,整数.
真空中直线上依次等距离固定三个点电荷A,B,C,(间距为r)电量分别为-2q,q,-4q,静电力常量为K,求C所受库仑力的大小与方向?
正确答案
解析
解:根据库仑定律公式F=k,A对C库仑力大小FAC=k
=
,方向由A到C,
同理,B对C的库仑力的大小FBC=k,方向由C到B,
则C所受库仑力的大小为FC=,与方向:由C到B;
答:C所受库仑力的大小,方向由C到B.
真空中有两个相距0.1m、带电量相等的点电荷,它们间的静电力的大小为9×10-3N,求每个点电荷所带电荷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==
=1×10-7C,
点电荷所带电荷量是元电荷的倍数为,
n==
=6.25×1011,
答:每个点电荷所带电荷量是元电荷的6.25×1011倍.
(2015秋•金凤区校级期中)库仑定律的适用范围是( )
正确答案
解析
解:库仑定律的内容是:真空中两点电荷间的作用力与两点电荷的电荷量的乘积成正比,与它们间距离平方成反比,作用力在它们的连线上,可见,库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用,故C正确,ABD错误.
故选:C.
(2015秋•东阳市校级期中)如图所示,在水平放置的足够大金属板的正上方有带正电的点电荷Q.一表面绝缘并带正电的小球C(可视为质点,且不影响原电场分布)以速度V0在金属板上自左向右运动,在运动过程中C的带电量保持不变,它与金属板之间的摩擦不能忽略,则关于C的这段运动过程,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据静电平衡的规律可知,金属板处于静电平衡状态,金属板的表面是一个等势面,电场线处处与金属板表面垂直,由于金属板表面水平,所以金属板表面的电场线方向始终竖直向下.
AD、根据上面的分析可知,金属小球受到向下的重力、向上的支持力和向下的电场力,水平方向不受力的作用,所以小球将做匀速直线运动,故AD错误;
B、根据库仑定律,可知,两球间距先减小后增大,则摩擦力先增大后减小,那么金属板受到的压力先增大后减小,故B正确;
C、由于金属小球受到的电场力方向始终竖直向上与运动方向垂直,所以电场力不做功,即小球的电势能保持不变,故C正确.
故选:BC.
如图所示,固定的带正电的小球A电荷量为Q,一个挂在丝线下端的带正电的小球B静止在图示的位置,B球质量为m,电荷量为q,θ=30°,A和B在同一水平面内,整个装置处于真空中,求A球和B球之间的距离为多少?
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,对小球进行受力分析,根据小球处于平衡状态可知
…(1)
而小球所受库仑力大小为…(2)
联立(1)(2)解得A、B两球之间的距离为
r=.
答:A球和B球之间的距离为.
如图所示,带电荷量分别为+q和+4q的两点电荷A、B,相距L,现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷处于平衡状态,则C应带______电(填“正或负”)电量为______C.
正确答案
负
q
解析
解:要使三个点电荷构成的整个系统都处平衡状态,必须三个电荷在一条直线上,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,所以有“两大夹一小,两同夹一异”的结论.
所以第三个电荷必须为负电荷,在两电荷的内侧.
对第三个电荷去q,根据平衡条件有:k =k
解得r=
对Q电荷,根据平衡条件有:k=k
解得q′=q
故答案为:负,q.
有一弹簧原长为L0,两端固定绝缘小球,球上带同种电荷,电量都为Q.由于静电斥力使弹簧伸长了L,如果两球的电量均减为原来的一半,那么弹簧比原长伸长了( )
正确答案
解析
解:电量减小一半,根据库仑定律 F=知若两个球之间的距离保持不变,库仑力减小为原来的
,故小球不能平衡,弹簧的伸长量要减小,弹簧的弹力减小,若伸长量减小到
L,弹力变为开始时的
,但静电力又增加了,故产生静电力大于弹簧的弹力,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r>
L.故C正确、ABD错误.
故选:C.
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