- 电荷:库仑定律
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下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时,就可以看成是点电荷,所以体积小的带电体不一定就是点电荷,体积很大的带电体有时也有可能看成是点电荷,故A错误、B正确.
C、两个半径是0.25米的带电金属球,在球心距离为1米时,此时带电球的大小不能忽略,故金属球不能看成点电荷,故C错误.
D、库仑定律只适用于真空中的点电荷间的相互作用,故D正确.
故选:BD.
以下判断轻质小球是否带电的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,小球可以不带电,故A错误;
B、用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电,故B正确;
C、用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔角度变化,小球可能不带电,故C错误;
D、若是小球不显电性,是由于本身小球就没有多余电荷,故D错误;
故选:B.
在真空中有两个完全相同的金属小球,所带电量的大小之比是2:6,当它们之间的距离为r时,有大小为F的吸引力.如果将它们接触一下后,把它们间的距离变为,其间的相互作用为______力,大小为______.
正确答案
排斥
解析
解:假设A的带电量为2Q,B的带电量为-6Q,
两球之间的相互吸引力的大小是:F=
将它们接触一下后,把它们间的距离变为,
这时,A、B两球之间的相互斥力的大小:F′==
F
故答案为:排斥,.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、真空中两个点电荷间的作用力遵守库仑定律,要强调库仑定律的使用范围,当r→0时,电荷已不能当作点电荷,故A错误.
B、电场强度取决于电场本身,与试探电荷的电荷量无关,电场强度的定义式E=,只是为研究电场的方便,采用比值法下的定义,故B错误.
C、根据点电荷的场强公式E=知,Q为场源电荷的电量,电场中某点电场强度和场源电荷的电量有关,故C正确.
D、由电势差U=Ed可知,当电场强度一定时,两点间d距离越大,这两点间电势差才越大,注意两点间距变化,而d不一定变化,故D错误.
故选:C.
A、B、C为完全相同的三个金属小球,其中只有一个带电.如果让A球分别依次与B、C接触后,再把A、C球放在相距R处,它们的库仑力为F,若让C球分别依次与B、A接触后,再把A、C放在相距R处,它们间的库仑力为,则可知原来带电的球是( )
正确答案
解析
解:假设A球带电,如果让A球先后与B、C接触,再把A、C放在相距r远处,此时B球带电量为,
A、C带电量都为,则F=k
.如果让C球先后与A、B接触,
再把A、C放在相距r远处,此时A球带电量为,B、C带电量都为
,
则库仑力F′=k=2F.故A球带电不成立.
假设B球带电,如果让A球先后与B、C接触,再把A、C放在相距r远处,
此时B球带电量为,A、C带电量都为
,则F=k
.如果让C球先后与A、B接触,则A球不带电,A、C间不存在库仑力.故B球带电不成立.
假设C球带电,如果让A球先后与B、C接触,再把A、C放在相距r远处,
此时A、C带电量都为,则F=k
.
如果让C球先后与A、B接触,再把A、C放在相距r远处,
此时A球带电量为,B、C带电量都为
,
则库仑力F′=k.故C球带电成立.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点(PA连线与水平成60°)以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到B点(PB连线与水平成30°)时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φA(取无穷远处电势为零).已知静电力常数为K,试求:
(1)物块在B点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势.
正确答案
解析
解:(1)在B处时,物块竖直方向受力平衡,设此时物块所受库仑力为F,则有:
物块在B点时受到轨道的支持力大小为:FN=Fsin30°+mg
解得:
(2)从A到B运用动能定理:
得:
所以:
答:(1)物块在B点时受到轨道的支持力大小为;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势为.
如图所示,把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=______,小球A带的电量q=______.(k=9×109Nm2/Kg2)
正确答案
2×10-3N
5×10-9C
解析
解:A球受重力、拉力和库仑力处于平衡,根据共点力平衡得,A球所受的库仑力,B球受到的库仑力F=
.根据库仑定律
,代入数据得,
.
故答案为:2×10-3N,5×10-9C.
两半径同为r=0.01m的金属小球,其中一个带电量q=+5.0×10-8C,当两者相距5m时,其间作用力为3.6×10-7N的斥力.则当两球相距为0.03m时,其间作用力F______(填大于、小于或等于)0.01N.
正确答案
小于
解析
解:两个电荷之间的距离是5m时,二者之间的距离可以看做远大于小球的半径,两个电荷可以看做点电荷,根据库仑定律:
F=
当两球相距为0.01m时,若仍然是点电荷,它们之间的作用力:
F′=
故F′=()2F=
=0.01N
但是两球相距为0.03m时与小球的半径相差不大,所以小球的大小不能忽略不计,考虑到两个电荷之间是排斥力,所以两个电荷的中心实际距离要大于小球之间的距离,即公式中代入的r2比实际值要小,计算的库仑力的数值比实际值要大.故实际值要小于0.01N.
故答案为:小于.
在真空中有两个完全相同的带电金属小球,它们之间的距离r=30m(r远大于小球的直径),所带电荷量分别为Q1=+3×10-8C,Q2=-1×10-8C.静电力常量k=9.0×109Nm2/C2.
①求这两个点电荷之间的静电力F的大小;
②若将两小球接触后放回原处,它们间的作用力是斥力还是引力?此时两小球的带电量各是多少?
正确答案
解析
解:①由库仑定律=
=3×10-9N
②若将两小球接触后放回原处,它们带等量的同种电荷,故它们之间的作用力是斥力,
此时两小球的带电量均为.
答:①求这两个点电荷之间的静电力F的大小3×10-9N;
②若将两小球接触后放回原处,它们间的作用力是斥力,此时两小球的带电量均为1×10-8C.
如图所示,上、下两带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为q和-q,两球间用绝缘细线连接,上球又用绝缘细线悬挂在天花板上.在两球所在空间有方向向左的匀强电场,电场强度E,平衡时细线都被拉紧.请从可能位置中选出你认为正确的图,然后根据该图分析两根绝缘线张力大小为( )
正确答案
解析
解:首先取整体为研究对象,整体受到重力、电场力和绳子的拉力,
由于两个电场力的和即F电=qE+(-qE)=0
所以重力和绳子的拉力是一对平衡力,即上边的绳子对小球的拉力在竖直方向上,所以上边的绳子是竖直方向.故BC图错误.
根据平衡条件得T1=2mg,
再以-q球为研究对象,受水平向右的电场力、竖直向下的重力和沿绳方向的弹力,在三力作用下处于平衡状态,所以2绳应与竖直方向有向右偏转的夹角,故A图正确,D图错误.
根据平衡条件得F+T2=,T2<
故选:B
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