- 电荷:库仑定律
- 共6262题
两块带电的平行板相距10cm,两板之间的电势差为9×103V.在两板间与两板等距离出有一粒尘埃,带有1.6×10-7C的电荷.
(1)这粒尘埃受到的静电力是多大?
(2)这粒尘埃在静电力的作用下运动到带负电的金属板,静电力做的功是多少?
正确答案
解析
解:这颗尘埃受到的电场力为F=qE,而E=,
则:F=q=1.6×10-7×
=1.44×10-2N
这颗尘埃在电场力的作用下运动到带正电的金属板上,电场力所做的功为:
W=q×=1.6×10-7 C×4.5×103J=7.2×10-4J
答:这粒尘埃受到的静电力是1.44×10-2N,静电力做的功是7.2×10-4J
三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为-q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F.由此可知( )
正确答案
解析
解:由题,三个金属球相同,当球3先与球2接触后,球2与球3带电量均为;球3再球1接触后,两球带电均为
.由于1、2之间作用力的大小仍为F,根据库仑定律分析可知两球电量乘积不变,即有nq2=
q
解得 n=10.
故选B
(2015秋•忻州校级期末)两个完全相同的带异种电荷的金属小球A、B(可视为点电荷),其电荷量之比为1:7,相距为r.若将小球A、B相互接触后再放回原来的位置上,侧它们之间的静电力大小将变为原来的( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:F=k,两相同金属小球带异种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为3:3,
所以库仑力是原来的9:7,故B正确,ACD错误.
故选:B.
某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用与哪些因素有关时,设计了以下实验:
(1)该组同学首先将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上.把系在绝缘细线上的带正电的小球B(图1中未画出)先后挂在图中P1、P2、P3位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小.同学们根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小,小球B所受带电球体A的作用力______(填“越大”或“越小”或“不变”),实验发现小球B在位置______细线偏离竖直方向的角度最大(填“Pl或P2或P3”)
(2)接着该组同学使小球处于同一位置,增大或减少小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化.如图(2),悬挂在P,点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A.当A球到达悬点P,的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为θ.若两次实验中A的电量分别为ql和q2,θ分别为45°和30°,则为______.
正确答案
越小
Pl
1:2或
:6
解析
解:(1)小球远离带正电的A球,说明细线悬挂的小球带正电,悬挂的小球离带正电的A球越远,受到的作用力越小,同种电荷越近排斥作用越强,所以,电荷之间的相互作用跟距离有关.
(2)A球电量不变,设为q0.两种情况下A球均受三个力作用下平衡.
库仑力F=k.
A球质量设为m,对A球应用共点力平衡条件得 F=k=mgtanθ,
两球之间的距离 r=Lsinθ,
其中L为线长,r为两球球心之间的距离.
由以上两式得到 q=tanθsin2θ
所以=
=1:2
.
故答案为:(1)越小,P1 (2)1:2 或
:6.
如图所示真空中A、B两点分别放置异种点电荷QA、QB、QA=-1×10-8C,QB=4×10-8C,已知两点电荷间库仑引力为10-5N,k=9.0×109N•m2C-2.求:
(1)若移去B处的电荷后,B处的电场强度为多大?
(2)若不移去B处点电荷,则AB连线中点处C的场强是多大?
正确答案
解析
解:(1)根据电场强度的定义式得:=250N/C
移去B处的电荷后,B处的电场强度不变,仍然为250N/C.
(2)A与B之间的距离:=
A在C处的场强:=
=1000N/C,方向向左;
B在C处的场强:=4000N/C,方向向左;
合场强:E=E1+E2=1000+4000=5000N/C
答:(1)若移去B处的电荷后,B处的电场强度为250N/C;
(2)若不移去B处点电荷,则AB连线中点处C的场强是5000N/C.
如图所示,在光滑的水平绝缘桌面上固定一个带电小球A,在桌面的另一处放置一个带电小球B,现给小球B一个垂直于AB连线方向的速度v0,使其在光滑的水平绝缘桌面上运动,则( )
正确答案
解析
解:A、若A、B为同种电荷,AB之间的库仑力为排斥力,并且力的方向和速度的方向不再一条直线上,所以B球一定做曲线运动,由于AB之间的距离越来越大,它们之间的库仑力也就越来越小,所以B球的加速度在减小,但速度在增大的,所以A正确,B错误;
CD、若A、B为异种电荷,AB之间的库仑力为吸引力,当AB之间的库仑力恰好等于向心力的时候,B球就绕着A球做匀速圆周运动,此时B球速度的大小和加速度的大小都不变,当AB之间的库仑力大于需要的向心力的时候,B球做向心运动,速度和加速度都要变大,当AB之间的库仑力小于需要的向心力的时候,B球做离心运动,速度和加速度都要减小,所以C错误,D正确.
故选:AD.
空中距点电荷Q为r的A点处,放一个试探电荷q,q受到的静电斥力大小为F,则A点的电场强度的大小为( )
正确答案
解析
解:A、B:电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值.由场强的定义式E= 求解电场强度的大小.由题意,Q是场源电荷,q是试探电荷.故A错误,B正确;
C、D:Q是场源电荷,q是试探电荷.A点的电场强度大小由Q产生,所以A点的场强E=k.故C错误,D正确.
故选:BD.
把一电荷Q分为电量为q和(Q-q)的两部分,使它们相距一定距离,若想使它们有最大的斥力,则q和Q的关系是______.
正确答案
解析
解:由库仑定律可知:F库=k,
由数学关系得:当q=时,F库最大
故答案为:.
已知电子质量9.1×10-31kg,质子质量是1.67×10-27kg,它们的电量都是1.6×10-19c计算一个质子与一个电子间的库仑力和重力的比值.
正确答案
解析
解:质子与电子所带的电荷量都是e=1.6×10-19C
质子与电子之间的库仑力:
重力等于万有引力,故质子与电子之间的万有引力:
所以质子与电子之间的库仑力和重力的比值:=
=2.3×1039.
答:质子与电子之间的库仑力和重力的比值为2.3×1039.
如图所示,两个质量均为m=5×10-7kg的小球,分別固定在长l=30cm的两细丝线的一端,两丝线的只一端固定于同-点O.当两小球带上等量正电荷,两球静止时两丝线间夹角为α=90°(两小球可看成点电荷).则每个小球的带电量( )
正确答案
解析
解:设小球在水平方向受到库仑力的大小为F.以右边的小球为研究对象,分析受力如图.
则根据平衡条件有:
F=mgtan=mgtan45°=5×10-7×10=5×10-6N,
根据库仑定律得:F=k,
而L=,
代入数据,解得:q=1×10-8C.
故选:C.
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