- 电场:电流
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真空中有相距为r的两个点电荷A、B,它们之间相互作用的静电力为F,如果将A的电量增大到原来的4倍,B的电荷量不变,要使静电力变力,它们之间的距离应变为( )
正确答案
解析
解:当距离为r时有:F=K
当距离变化后依据题意有:=K
联立①②可得R=4r,故ABD错误,C正确.
故选:C.
相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C应该带正电还是负电,所带的电荷量是多少,C应该放置在什么地方合适?
正确答案
解析
解:A、B、C三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为正电,在B的右侧.
设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为L+r,要能处于平衡状态,
所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q.则有:
解得:r=L
对点电荷A,其受力也平衡,则:
解得:Q=4q
答:C应该带正电,电荷量为4q,放置在B的右侧L处.
两个可视为点电荷的相同带电金属球,其电荷量之比为1:7,将它们接触后再放回原位置,两者间的相互作用的库仑力可能为原来的( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:F=k 得,
当两相同金属小球带同种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为4:4,所以库仑力是原来的16:7.
当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CD正确,AB错误.
故选:CD.
用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小.这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来.若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示.则以下对该实验现象的判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、保持Q、q不变,根据库仑定律公式F=k,增大d,库仑力变小,则θ变小,减小d,库仑力变大,则θ变大.F与d的二次方成反比.故A、B错误.
C、保持Q、d不变,减小q,则库仑力变小,θ变小,知F与q有关.故C正确.
D、保持q、d不变,减小Q,则库仑力变小,θ变小,根据库仑定律公式F=k,知F与两电荷的乘积成正比.故D错误.
故选C.
如图所示,在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电荷量为Q的点电荷,重为G、电荷量为q的带电小球B用绝缘细线拴着,且细线跨过定滑轮,在细线另一端用适当大小的力拉住,使小球B处于静止状态,这时小球B与A点的距离为R,细线CB与AB垂直,静电力常量为k,环境可视为真空.现缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球B刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功为W1,电场力所做的功为W2,则下列关系式正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、对小球,在B点时,受力分析如图
有:F=Gsinα=
解得:GR3=hkQq,故A正确,B错误;
CD、对小球移动过程,由于△ABC∽△BED,如图,
当小球移动时,由于F、G不变,则边AB、AC长度不变,最终小球停在A点上方距离为R的H处如图
则全过程库仑力F不做功,全过程由动能定理得:
-GR(1-sinα)+W1=0
解得:W1=GR(1-),
又GR3=hkQq,
故也可写成W1=(1-
),故CD错误,
故选:A.
两个完全相同的金属球A和B,A带正电位3q,B带负电-q,两金属球相距r,它们间的库仑力为F1;将两球接触一下再分开,距离保持不变,它们间的库仑力为F2,则( )
正确答案
解析
解:根据库仑定律公式得:
F1=k.
接触再分离后所带电量各为q,有:F2=k=
F1.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
真空中有两个点电荷Q1、Q2,相距18cm,已知Q1是正电荷,其电荷量为1.8×10-12C,它们之间的引力大小为F=1.0×10-12N,求Q2的电荷量及带电性质.
正确答案
解析
解:由库仑定律F=k,
解得:Q2==1.1×10-11C;
由于两个电荷之间的作用力是引力,说明Q1与Q2是异种电荷,Q1带正电,所以Q2必带负电;
答:Q2所带的电量为1.1×10-11C,带负电.
氢原子的结构是原子核带有一个质子,原子核外电子距质子0.53×10-11m则它们之间的相互作用力是______N.
正确答案
8.2×10-6
解析
解:由库仑定律得:
Fc=k=9.0×109×
N=8.2×10-6N;
故答案为:8.2×10-6.
法国物理学家库仑发现:真空中两个静止的点电荷Q1,Q2,存在相互作用力F,其大小与两电荷量的乘积成正比,跟它们距离r的二次方成反比,写成公式是:F=K,如果将它们的电量都增大为原来的2倍,距离减少为
,则作用力F′是F的多少倍?
正确答案
解析
解:由点电荷库仑力的公式F=K可以得到,将它们间的距离减半,两个电荷的电量都增大为原来的2倍,库仑力将变为原来的16倍,即F′为F的16倍.
答:作用力F′是F的16倍.
半径为R的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上,当两球带等量同种电荷Q时,相互之间的库仑力为F1;当两球带等量异种电荷Q与-Q时,相互之间的库仑力为F2.则( )
正确答案
解析
解:半径为R的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上,两球不能看成点电荷,
因带同种电荷,导致电量间距大于带异种电荷的间距,
根据库仑定律F=k,可知,它们相互作用的库仑力大小有:F1<F2,故B正确,ACD错误.
故选:B.
两个放在绝缘架上的相同金属球相距r,球的半径比r小得多,带电量大小分别为q和3q,相互斥力大小为3F.现将这两个金属球相接触,然后分开,仍放回原处,则它们之间的相互作用力大小将变为( )
正确答案
解析
解:由库仑定律可得:
3F==
;
即F=;
而两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为2q;
则库仑力F′==4F;
故选:A.
在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为1×10-8C,相距20cm,则在两者连线的中点处,电场强度大小为______N/C,两电荷之间的作用力为______N.(静电力常量k=9.0×109N•m2/C2).
正确答案
1.8×104
2.25×10-5
解析
解:已知真空中两点电荷的电量均为q=1×10-8C,距离r=0.2m,根据库仑定律得
电荷间的作用力F=k=9×109×
N=2.25×10-5N
两点电荷在中点处产生的场强大小均为 E=k=9×109×
=9×103N/C,方向相同,则在两者连线的中点处,电场强度大小为E合=2E=1.8×104N/C
故答案为:1.8×104;2.25×10-5
A、B两个点电荷带电荷量及距离恒定,当第三个点电荷C移近A、B时,A、B间的库仑力将( )
正确答案
解析
解:A、B两个点电荷之间的库仑力与外加的电场无关.由F=k,r不变,A、B间的库仑力不变.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
有甲、乙、丙、丁四个带电体,已知甲和乙相互吸引,丙和丁也相互吸引,甲和丙相互排斥,丙带的是负电,则( )
正确答案
解析
解:由于丙带负电,甲和丙互相排斥,故甲带负电,
而甲和乙相互吸引,则乙带正电.
丙和丁也相互吸引,则说明乙带正电.
故A正确,BCD错误.
故选:A.
学习物理要正确理解物理规律和公式的内涵.你认为下列理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据库仑定律公式F=k可知,两个电荷的距离趋于零时,电荷不能看成点电荷,则无法确定库仑力大小,故A错误;
B、根据电荷守恒定律可知,一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变,故B正确;
C、匀强电场电势差与电场强度的关系U=Ed可知,匀强电场中沿着电场强度方向的任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比,故C错误;
D、电容器的电容的定义式C=可知,属于比值定义,则电容器的电容与它所带电荷量没有关系,故D错误;
故选:B.
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