- 电荷:库仑定律
- 共6262题
有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q,B带电荷量-Q,C不带电,将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B两球接触,最后移去C球,试问A、B两球间的库仑力变为原来的多少倍?
正确答案
解:带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.
将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移走C,
所以A、B、C最终带电量q==2Q
原来A、B间的相互吸引力的大小是F=
后来A、B间的相互吸引力的大小是F′=
所以=
答:A、B两球间的库仑力变为原来的.
解析
解:带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.
将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移走C,
所以A、B、C最终带电量q==2Q
原来A、B间的相互吸引力的大小是F=
后来A、B间的相互吸引力的大小是F′=
所以=
答:A、B两球间的库仑力变为原来的.
真空中两个点电荷,相距30cm,它们的电荷量分别是+5.0×10-9C和-4.0×10-9C.(已知k=9.0×109N•m2/C2)问:
(1)这两个电荷的相互作用力是引力还是斥力?
(2)这两个电荷的相互作用力多大?
正确答案
解:(1)因为这两个的电荷电性相反,因此它们之间库仑力为引力,所以这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)由库仑定律得:F=k 得:F=
=2×10-6N
答:(1)这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)这两个电荷的相互作用力大小为2×10-6N.
解析
解:(1)因为这两个的电荷电性相反,因此它们之间库仑力为引力,所以这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)由库仑定律得:F=k 得:F=
=2×10-6N
答:(1)这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)这两个电荷的相互作用力大小为2×10-6N.
氢原子可视为电子绕着原子核(氢原子视为质子,电荷量等于一个元电荷e)做匀速圆周运动,若电子可以在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动,设电子质量为m,质子质量为M,静电力常量为k,不计质子与电子之间的万有引力,求:
(1)电子在距离原子核r的圆轨道上做匀速圆周运动的速度大小;
(2)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的周期之比;
(3)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的动能之比.
正确答案
解:(1)根据得,v=
,.
(2)根据得,T=
,
因为轨道半径之比为1:4,则周期之比为1:8.
(3)根据得,动能
,
因为轨道半径之比为1:4,则动能之比为4:1.
答:(1)电子在距离原子核r的圆轨道上做匀速圆周运动的速度大小为;
(2)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的周期之比为1:8;
(3)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的动能之比为4:1.
解析
解:(1)根据得,v=
,.
(2)根据得,T=
,
因为轨道半径之比为1:4,则周期之比为1:8.
(3)根据得,动能
,
因为轨道半径之比为1:4,则动能之比为4:1.
答:(1)电子在距离原子核r的圆轨道上做匀速圆周运动的速度大小为;
(2)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的周期之比为1:8;
(3)电子在距离原子核r和4r的圆轨道上做匀速圆周运动的动能之比为4:1.
真空中有两个点电荷,它们之间的距离为30cm,它们所带的电荷量分别是+2.0×10-9C和-4.0×10-9C,静电力恒量k=9×109N•m/C2,则:
(1)这两个电荷的相互作用力是引力还是斥力?
(2)这两个电荷的相互作用力多大?
正确答案
解:(1)由题可知,两电荷为异种电荷,故两电荷之间是引力.
(2)由库仑定律得:F==
=F=8×10-7N
答:(1)这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)这两个电荷的相互作用力为8×10-7N.
解析
解:(1)由题可知,两电荷为异种电荷,故两电荷之间是引力.
(2)由库仑定律得:F==
=F=8×10-7N
答:(1)这两个电荷的相互作用力是引力.
(2)这两个电荷的相互作用力为8×10-7N.
如图所示,质量为M=2kg的箱子放在水平面上,质量均为m=1kg的带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边的对称位置.小球均处于静止状态,球b所受细线的拉力F=10N.剪断连接球b的细线后,小球b上升过程到箱子的中间位置时(已知g=10m/s2),求:
(1)小球b的加速度大小
(2)此时箱子对地面压力.
正确答案
解:(1)ab两球带异种电荷相互吸引,设库仑力为F1.
没有剪断细线时,b球平衡,由F1=F+mg=20N,
当b球上升到箱子中间位置时,库仑力F2=4F1=80N
由F2-mg=ma
解得:a=70m/s2;
(2)以小球a和箱子为研究对象,设地面支持力为 FN,由FN=(m+M)g+F2;
解得:FN=110N
由牛顿第三定律,箱子对地面压力为110N.
答:(1)小球b的加速度大小70m/s2;
(2)此时箱子对地面压力110N.
解析
解:(1)ab两球带异种电荷相互吸引,设库仑力为F1.
没有剪断细线时,b球平衡,由F1=F+mg=20N,
当b球上升到箱子中间位置时,库仑力F2=4F1=80N
由F2-mg=ma
解得:a=70m/s2;
(2)以小球a和箱子为研究对象,设地面支持力为 FN,由FN=(m+M)g+F2;
解得:FN=110N
由牛顿第三定律,箱子对地面压力为110N.
答:(1)小球b的加速度大小70m/s2;
(2)此时箱子对地面压力110N.
甲乙两个相同的导体带电小球,甲球带有8.0×10-9C正电荷,乙球带有2.0×10-9C负电荷,放在真空中相距为10cm的地方,两球均可以为视为点电荷.求:(已知静电力常数为k=9.0×109Nm/C2)
(1)乙球受到甲球的静电力大小和方向;
(2)甲球在乙球处产生的电场强度大小和方向.
正确答案
解:(1)根据库仑定律,乙球受到甲球的静电力大小为:
F=k=9×109×
=1.44×10-5N
异种电荷相互吸引,故乙球受到甲球的静电力方向由乙指向甲;
(2)电场强度大小为:E=;
方向沿着甲乙连线向外;
答:(1)乙球受到甲球的静电力大小为1.44×10-5N,方向由乙指向甲;
(2)甲球在乙球处产生的电场强度大小为7.2×103N/C,方向为沿着甲乙连线向外.
解析
解:(1)根据库仑定律,乙球受到甲球的静电力大小为:
F=k=9×109×
=1.44×10-5N
异种电荷相互吸引,故乙球受到甲球的静电力方向由乙指向甲;
(2)电场强度大小为:E=;
方向沿着甲乙连线向外;
答:(1)乙球受到甲球的静电力大小为1.44×10-5N,方向由乙指向甲;
(2)甲球在乙球处产生的电场强度大小为7.2×103N/C,方向为沿着甲乙连线向外.
如图所示,在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C,三球质量均为m,相距均为L.若小球均带电,且qA=+10q,qB=+q,为保证三球间距不发生变化,将一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右匀加速运动.求:
(1)C球的电性
(2)C球的电荷量.
(3)F的大小.
正确答案
解:(1)A球向右加速,合力向右,B球对C球是向左的静电力,故C球对其为吸引力,故C球带负电;
(2)设加速度为a,由牛顿第二定律:
对A:
对B:
解得:
a=
(3)对整体,根据牛顿第二定律,有:F=3ma
所以:
答:(1)C球的带负电;
(2)C球的电荷量为;
(3)F的大小为.
解析
解:(1)A球向右加速,合力向右,B球对C球是向左的静电力,故C球对其为吸引力,故C球带负电;
(2)设加速度为a,由牛顿第二定律:
对A:
对B:
解得:
a=
(3)对整体,根据牛顿第二定律,有:F=3ma
所以:
答:(1)C球的带负电;
(2)C球的电荷量为;
(3)F的大小为.
(1)如图所示,在真空中用绝缘轻质细线悬挂着M、N两个带等量电荷的小球,电荷量均为q,M带正电.则N球带______电(选填“正”或“负”).
(2)设M、N两带电小球可视为点电荷.两球平衡时,它们之间的库仑力大小为F,若M、N两球电荷量均增大为2q,两球距离不变时,N球受到的电场力大小为______.
正确答案
解:(1)根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,由图可知,两电荷受到库仑斥力作用,因此带同种电荷,即为正电;
(2)根据库仑定律的公式F=,当M、N两球电荷量均增大为2q,两球距离不变时,则两球相互作用力变为原来4倍,即为4F,
故答案为:(1)正;(2)4F.
解析
解:(1)根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,由图可知,两电荷受到库仑斥力作用,因此带同种电荷,即为正电;
(2)根据库仑定律的公式F=,当M、N两球电荷量均增大为2q,两球距离不变时,则两球相互作用力变为原来4倍,即为4F,
故答案为:(1)正;(2)4F.
在真空中有两个点电荷分别带Q与q的电荷量,距离为r,求它们之间的库仑力.
正确答案
解:根据库仑定律,则有它们之间的库仑力大小F=k;
若是同种电荷,则相互吸引,若是异种电荷,则相互排斥,那么它们的方向相反;
答:两个电荷间的库仑力大小为k,方向相反.
解析
解:根据库仑定律,则有它们之间的库仑力大小F=k;
若是同种电荷,则相互吸引,若是异种电荷,则相互排斥,那么它们的方向相反;
答:两个电荷间的库仑力大小为k,方向相反.
两个分别用13L的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体,带有同种等量电荷(可视为点电荷).由于静电斥力,它们之间的距离为10L,球形导体质量为m,静电力常量为K,重力加速度为g,求它们所带的电荷量.
正确答案
解:绳长为13L,两球之间的距离为10L,则小球受力如图:
由于小球处于平衡状态所以有:
FTcosθ=mg…①
…②
…③
联合①②③解得:Q=,
所以它们所带的电荷量均为为.
解析
解:绳长为13L,两球之间的距离为10L,则小球受力如图:
由于小球处于平衡状态所以有:
FTcosθ=mg…①
…②
…③
联合①②③解得:Q=,
所以它们所带的电荷量均为为.
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