- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,把一带电量为-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电量为+4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取g=10m/s2,k=9.0×109N•m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)AB两球间的库仑力;
(2)A球的质量.
正确答案
解析
解:(1)由库仑定律得:
代入数据:F库=0.02N.
故AB两球间的库仑力为0.02N.
(2)由牛顿第三定律知,B所受库仑力与A所受库仑力大小相等,对A受力分析如下图所示:
根据物体平衡得:F库=mgtanα
代入数据:m=2×10-3kg.
故A球的质量为:m=2×10-3kg.
真空中两个点电荷,电荷量分别为q1=8×10-9C和q2=-18×10-9C,两者固定于相距20cm的a、b两点上,如图所示.有一个点电荷放在a、b连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是( )
正确答案
解析
解:q1的电量比q2电量小,所以第三个电荷不论正负,只有放在q1的外侧才能处于平衡;
根据两点电荷在q3处的电场强度为零时,q3才能处于平衡,所以设q3距q1的距离为x,
则有=
代入数据解得:x=0.4m,即:在q1q2连线上,q1以外40cm处
故选:A.
同种材料的金属导体,其电阻R与它的______成正比,与它的横截面积S成反比;真空中两个点电荷,带电荷量分别为-Q和+2Q,相距r时相互作用为F.若将两点电荷接触一下再放回原位置,相互作用力为______(选填“引力”或“斥力”),大小为______F.
正确答案
解析
解:由电阻定律可知,电阻R与它的长度成正比,与它的横截面积S成反比;
由库仑定律可知F==
;
当两电荷接触后再分开时,各自带电量为;故相互作用力为斥力;
则可知F′==
=
;
故答案为:长度,斥力,
如图所示,+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷,Q2=4Q1.现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( )
正确答案
解析
解:假设Q3放在Q1Q2之间,那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同,Q3不能处于平衡状态,所以假设不成立.
设Q3所在位置与Q1的距离为r13,Q3所在位置与Q2的距离为r23,要能处于平衡状态,
所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小.
即:
由于Q2=4Q1,
所以r23=2r13,所以Q3位于Q1的左方.
根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,可判断Q3带负电.
故选A.
光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为+4Q和-Q,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,试求C的电荷量和放置的位置.
正确答案
解析
解:引入的电荷C要处于平衡状态,电荷C所在位置的场强就要为零,A、B两电荷产生电场的合场强为零处在A、B两电荷的外侧,且离电荷量大的点电荷远,由此可知,点电荷C应放在点电荷B的外侧.如图1-3-3所示,电荷C所在位置处A、B两电荷产生电场的合场强为零,即A、B两电荷在C处产生电场的大小相等,有
同理,电荷B所在位置,点电荷A、C的产生的电场的场强在B处大小也应相等,
又有:
解上两式即可得C电荷应放在B点电荷的外侧,距B点电荷x=L处,C电荷的电荷量QC=4Q.
答:C的电荷量是4Q,放置的位置是距B点电荷x=L处.
如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;现给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?
正确答案
解析
解:设小球可能获得的最大电量为Q′,则:
q:(Q-q)=Q′:Q,
解得:Q′=.
答:小球的带电荷量为.
电量为Q的点电荷固定在某一位置,今有一带电量为-q的带电粒子仅在电场力作用下绕点电荷Q分别在轨道1、2、3上做匀速圆周运动(带电粒子不计重力,带电粒子的电量不影响原来的电场分布),下列有关的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子仅在电场力作用下绕点电荷Q分别在轨道1、2、3上做匀速圆周运动,故带电粒子做圆周运动所需的向心力由点电荷Q与带电粒子之间的库仑力提供,故A正确.
B、根据库仑力提供向心力,得
,所以轨道半径r越大,速度越小,故带电粒子在1轨道上运动的速度最大,故B错误.
C、根据库仑力提供向心力,得
,所以轨道半径r越大,加速度越小,故带电粒子在3轨道上运动时的加速度最小,故C正确.
D、根据库仑力提供向心力,得
,所以轨道半径r越大,周期越大,故带电粒子在3轨道上运动时的周期最大,故D正确.
故选:ACD.
如图所示,把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬起,若将带电量为Q=4.0×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,则绳与竖直方向成α=45°角,试问:(k=9.0×109m2•N•C-2)
(1)B球受到的库仑力多大?
(2)A球带电量是多少.
正确答案
解析
解:(1)A球受重力、拉力和静电力处于平衡,根据平衡条件得
A球受到B球的库仑力为F=mgtan45°=mg=2×10-3×10N=2×10-2N
根据牛顿第三定律可知,B球受到的库仑力大小为2×10-2N
(2)由F=
得 =5.0×10-8C
答:(1)B球受到的库仑力是2×10-2N
(2)A球带电量是5.0×10-8C.
如图所示,两个带电小球A、B用长度为L=10cm的细丝线相连放在光滑绝缘水平面上保持静止.已知这时细丝线对B球的拉力大小F0=1.8×10-2N,A球的电荷量为qA=+1.0×10-7C,(静电力常量k=9.0×109N•m2/C2)
求:(1)小球A所受的电场力F的大小.
(2)小球B的电性和电荷量qB.
正确答案
解析
解:(1)由题意可知,细丝线对B球的拉力等于A对B的库仑力,即小球A所受的电场力F的大小FC=1.8×10-2N,
(2)根据库仑斥力可知,小球B的带正电,
由库仑定律可知,,
代入数据,解得:qB=2×10-7C
答:(1)小球A所受的电场力F的大小1.8×10-2N.
(2)小球B的电性和电荷量2×10-7C.
把带电量为+2×10-6C的点电荷P放在电场中的A点,P受到的电场力大小为4×10-4N,方向向右,则A点的场强大小为______,若把另一点电荷Q放在该点受到的电场力大小为2×10-4N,方向向左,则这个点电荷的带电量为______.
正确答案
200N/C
-1×10-6C
解析
解:A点的场强为:==
N/C=200N/C,方向:向右.
把另一电荷放在该点时,场强不变.由F′=q′E得
q′==
C=1×10-6C
因电场力方向与场强方向相反,则该电荷带负电荷.
故答案为:200N/C,-1×10-6C.
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