- 电荷:库仑定律
- 共6262题
如图所示,一可视为质点的小球A用细线栓住系在O点,在O点正下方固定一个小球B(也可视为质点),由于A、B两球间存在斥力,A球被排斥开,当细线与竖直方向夹角为α时系统静止,由于某种原因,两球间的斥力减少导致α减小.已知两球间的斥力总是在两球心的连线上,试分析α逐渐减小的过程中,细线的拉力如何变化?
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,球受到重力G,A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用,作出力图,如图:
作出F1、F2的合力F,则由平衡条件得:F=G.
根据△FAF1∽△OBA得:=
又FF1=F2,得:F2=G
在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中,OA、OB、G均不变,则线的拉力F2不变.
答:α逐渐减小的过程中,细线的拉力大小不变.
两个大小完全相同的金属球,已知一个所带电量为另一个的3倍.当它们相距为r时,其作用力为F;如果它们带同种电荷并将它们相碰后放在相距为2r的位置上时,其相互作用力大小为______;如果它们带的是异种电荷并将它们相接触后,放在相距为2r的位置上时,其相互作用力为______.
正确答案
解析
解:两个大小完全相同的金属球,已知一个所带电量为另一个的3倍,分别为3q、±q;
库仑力:F==
如果它们带同种电荷并将它们相碰后放在相距为2r的位置上时,电量均为2q,其相互作用力大小为:
=
如果它们带的是异种电荷并将它们相接触后,放在相距为2r的位置上时,电量均为q,其相互作用力为:
=
故答案为:,
.
真空中有两个点电荷,若每个电荷的电量均增大到原来的2倍,相隔的距离增大到原来的4倍,则它们间的相互作用力( )
正确答案
解析
解:真空中的两个点电荷相距R,根据库仑定律得
F=k 如果每个电荷的电量均增大到原来的2倍,相隔的距离增大到原来的4倍,
F′=k=
F,故A正确、BCD错误.
故选:A.
如图所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B,静止在图示位置.若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B的质量为m,带电量为q,A,B在同一水平线上,整个装置在真空中,求A,B两点间的距离?(写出表达式即可)
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:
F=mgtgθ=mgtanθ (1)
而小球所受库仑力大小为F=k (2)
联立(1)(2)解得A、B两球之间的距离为
r=.
答:A,B两点间的距离为.
如图所示,用两根等长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点.两球的质量相等,A球所带的电荷量大于B球所带的电荷量.两球静止时,悬线与竖直线的偏角分别为α和β,则( )
正确答案
解析
解:两球之间的库仑力属于作用力和反作用力,大小相等,方向相反;
两个小球均受重力、静电力和拉力,根据平衡条件,重力和静电力的合力方向与竖直方向的夹角相同,而根据三力平衡,拉力一定与另外两个力的合力等值、反向、共线,故α=β;
故选C.
真空中有两个静止的点电荷,相距18cm,其中Q1带正电,电荷量为1.8×10-12C,Q2带负电,所带的电荷量为2.0×10-12N,求Q1所受到库仑力的大小和方向.(已知k=9.0×109N•m2/C2)
正确答案
解析
解:由库仑定律可得力的大小:F==
=9×10-12N
方向为两电荷的连线且指向Q2答:Q1所受到库仑力的大小9×10-12N和方向为两电荷的连线且指向Q2
如图,A、B两小球带等量同号电荷,A固定在竖直放置的L=10cm长的绝缘支杆上,B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处,斜面倾角为
θ=30°,B的质量为m=360g.求:
(1)B球对斜面的压力大小
(2)B 球带的电荷量大小(g取10m/s2,结果保留两位有效数字).
正确答案
解析
解:(1)令 B球对斜面的支持力为FN,带的电荷量Q,A、B相距r.
对B球受力分析如图示
FNcosθ=mg ①
得 FN=4.2N
据牛顿第三定律 B球对斜面的压力F′N=4.2N
(2)根据库仑定律,结合力的合成与分解,
则有:②
又三角函数,L=rtanθ ③
代入数据得Q=
答:(1)B球对斜面的压力大小4.2N;
(2)B 球带的电荷量大小.
两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属球(半径均为r),固定在相距(两球心间距离)为3r的两处,它们间库仑力的大小为F.现将两小球相互接触后放回原处,则两球间库仑力的大小( )
正确答案
解析
解:两小球相互接触后,电量均分,
故:=Q
若两球能看成点电荷的话
由库仑定律得,开始时:
最后:
由于两球的半径相对距离不能忽略,故两球不能看成质点,原来是异种电荷,相互吸引,有效距离小于3r,接触后带同种电荷,相互排斥,有效距离大于3r,故后来的库仑力要小于F,故C正确、ABD错误.
故选:C.
(2014春•株洲校级月考)如图所示,绝缘大环被固定在竖直平面,另有一质量为m、带电量为+q的光滑小环套在大环上,并通过轻质弹簧系在大环的顶点A.若在大环环心位置放置另一带正电的点电荷后,小环恰好对大环无弹力,则弹簧的状态及两电荷间的电场力大小为( )
正确答案
解析
解:对小环受力分析,重力、弹簧的斜向上弹力,还有正点电荷的库仑力,如图所示:
由图可知,从而几何角度,可知,两阴影部分三角形相似,那么库仑力F与重力G相等,
且弹簧处于拉伸状态,故C正确,ABD错误;
故选:C.
电荷之间的相互作用的规律是______.
正确答案
同种电荷相排斥,异种电荷相吸引
解析
解:自然界有两种电荷,正电荷和负电荷.电荷之间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
故答案为:同种电荷相排斥,异种电荷相吸引.
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