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题型:简答题
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简答题

真空中两个点电荷带有相等的电荷量,要使它们之间相距1m时相互作用力等于1N,则每个电荷的电荷量是多少?

正确答案

解:根据库仑定律可得:

F=k

所以:q===1×10-5C,

答:每个电荷的电荷量是1×10-5C.

解析

解:根据库仑定律可得:

F=k

所以:q===1×10-5C,

答:每个电荷的电荷量是1×10-5C.

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简答题

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=37°角,(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10m/s2),试求A球带电量是多少?

正确答案

解:对球A受力分析,如图:

根据共点力平衡条件,结合几何关系得到

Tcos37°=mg

Tsin37°=F

解得:F=mgtan37°=0.75mg=0.015N

即A球受的库仑力为0.015N.

根据库仑定律,有F=k

故QA==N=3.75×10-8C.

答:A球的带电量是-3.75×10-8C.

解析

解:对球A受力分析,如图:

根据共点力平衡条件,结合几何关系得到

Tcos37°=mg

Tsin37°=F

解得:F=mgtan37°=0.75mg=0.015N

即A球受的库仑力为0.015N.

根据库仑定律,有F=k

故QA==N=3.75×10-8C.

答:A球的带电量是-3.75×10-8C.

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简答题

真空中两个静止的点电荷之间的作用力,与它们______成正比,与它们的______成反比,作用力的方向在它们的______上,这个规律叫做库仑定律,公式为______,公式中的k叫做静电力常量,大小为______Nm2/C2

正确答案

解:库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在两点电荷连线上.公式是:F=k,其中k是一个常量,叫做静电力常量.

故答案为:电荷量的乘积;距离的二次方;连线上;F=k;9×109

解析

解:库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在两点电荷连线上.公式是:F=k,其中k是一个常量,叫做静电力常量.

故答案为:电荷量的乘积;距离的二次方;连线上;F=k;9×109

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简答题

真空中有两个相距r的点电荷A和B,带电荷量分别为q1=+q,q2=+4q,再放入一个点电荷q3,三个点电荷皆可自由移动,在什么位置放入第三个点电荷q3可使三个电荷都处于平衡状态,q3的电荷量为多少?

正确答案

解:由于A、B带同种电荷,根据两同夹异可知,第三个点电荷应放在电荷A、B之间,设q3到q1点距离为r1

对q3受力分析,使

解得

对q1受力分析,使

解得:

答:在到q1点距离为的位置放入第三个点电荷q3可使三个电荷都处于平衡状态,q3的电荷量为

解析

解:由于A、B带同种电荷,根据两同夹异可知,第三个点电荷应放在电荷A、B之间,设q3到q1点距离为r1

对q3受力分析,使

解得

对q1受力分析,使

解得:

答:在到q1点距离为的位置放入第三个点电荷q3可使三个电荷都处于平衡状态,q3的电荷量为

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简答题

“真空中两个整体上点电荷相距10cm,它们之间相互作用力大小为9×10-4N.当它们合在一起时,成为一个带电量为3×10-8C的点电荷.问原来两电荷的带电量各是多少?”某同学求解如下:

根据电荷守恒定律地:q1+q2=3×10-8C=a(1)

根据库仑定律:

以q2=b/q1代入(1)式得:q12-aq1+b=0

解得   

根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.

正确答案

解:由于题中仅给出相互作用力的大小,该同学是把两个电荷当成同种电荷去求解,最终无解,

两点电荷也有可能是异种电荷,按电荷异号计算.

由q1-q2=3×10-8C=a,q1q2=1×10-15C2=b

得    q12-aq1-b=0                                 

由此解得:q1=5×10-8C                                 

    q2=2×10-8C                

答:两电荷是异种电荷,两电荷的带电量大小分别为:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C.

解析

解:由于题中仅给出相互作用力的大小,该同学是把两个电荷当成同种电荷去求解,最终无解,

两点电荷也有可能是异种电荷,按电荷异号计算.

由q1-q2=3×10-8C=a,q1q2=1×10-15C2=b

得    q12-aq1-b=0                                 

由此解得:q1=5×10-8C                                 

    q2=2×10-8C                

答:两电荷是异种电荷,两电荷的带电量大小分别为:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C.

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简答题

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Q和9Q,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: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必须为负电,在AB之间.

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=

对点电荷A,其受力也平衡,则:=

解得:q= Q

答:C的电荷量 Q,C所在位置与B的距离为

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必须为负电,在AB之间.

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=

对点电荷A,其受力也平衡,则:=

解得:q= Q

答:C的电荷量 Q,C所在位置与B的距离为

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简答题

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: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.

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.

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简答题

真空中两个相同的带等量异种电荷的小球A和B,分别固定在两处,两球之间的静电力为F,用不带电的小球C先和A接触,再与B接触,然后移去C,则A、B间静电力为多少?若再使A、B球距离增大一倍,则他们的静电力为多少?

正确答案

解:设A、B带电量分别为Q和-Q,相距r,

则两小球之间的静电力大小为:F=k

不带电的同样的金属小球C先与A接触,则AC均带电:

带电的小球C再与B接触,BC均带电:=-

距离不变时,根据库仑定律可得AB间的库仑力F′=k=

两电荷间的距离增大到原来的2倍,则静电力大小为:F″=k=F

答:则A、B间静电力为,若再使A、B球距离增大一倍,则他们的静电力为F.

解析

解:设A、B带电量分别为Q和-Q,相距r,

则两小球之间的静电力大小为:F=k

不带电的同样的金属小球C先与A接触,则AC均带电:

带电的小球C再与B接触,BC均带电:=-

距离不变时,根据库仑定律可得AB间的库仑力F′=k=

两电荷间的距离增大到原来的2倍,则静电力大小为:F″=k=F

答:则A、B间静电力为,若再使A、B球距离增大一倍,则他们的静电力为F.

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简答题

质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为L,A球带电量qA=+10q;B球带电量qB=+q.若在C球上加一个水平向右的恒力F,如图所示,要使三球能始终保持L的间距向右运动,问外力F为多大?C球带电性质是什么?

正确答案

解:(1)由于A、B两球都带正电,它们互相排斥,C球必须对A、B都吸引,才能保证系统向右加速运动,故C球带负电荷.

(2)以三球为整体,设系统加速度为a,

由牛顿第二定律:则F=3ma,且F-FBC-FAC=ma        ①

隔离A、B,由牛顿第二定律可知:

对A:k-k=ma    ②

对B:k+k=ma      ③

联立三式,解得:qC=q

F=

答:(1)C球带负电;(2)外力F为

解析

解:(1)由于A、B两球都带正电,它们互相排斥,C球必须对A、B都吸引,才能保证系统向右加速运动,故C球带负电荷.

(2)以三球为整体,设系统加速度为a,

由牛顿第二定律:则F=3ma,且F-FBC-FAC=ma        ①

隔离A、B,由牛顿第二定律可知:

对A:k-k=ma    ②

对B:k+k=ma      ③

联立三式,解得:qC=q

F=

答:(1)C球带负电;(2)外力F为

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简答题

设氢原子核外电子的轨道半径为r,电子质量为m,电量为e,求电子绕核运动的周期.

正确答案

解:库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力,即有:

解之得电子做匀速圆周运动的速度:

由于做匀速圆周运动的周期:

由以上三式得电子绕核运动的周期:T=

答:电子绕核运动的周期为

解析

解:库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力,即有:

解之得电子做匀速圆周运动的速度:

由于做匀速圆周运动的周期:

由以上三式得电子绕核运动的周期:T=

答:电子绕核运动的周期为

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简答题

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: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.

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.

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简答题

有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定,相距r,A、B间的相互作用力为7N;然后让C球反复与A、B球多次接触,最后移去C球,求A、B两球间的相互作用力变为多少?

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=,那么A、B两球间的相互作用力变为F′==4N

答:则A、B两球间的相互作用力变为4N.

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=,那么A、B两球间的相互作用力变为F′==4N

答:则A、B两球间的相互作用力变为4N.

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两个带电性质相同的点电荷被固定在相距d的A、B两点,其带电荷量分别为Q和nQ,则在A、B连线上场强为零的点到A点的距离为多大?

正确答案

解:取一个试探电荷q,放在A、B连线上某个点,若电场力的合力为零,则场强为零,故:

k=k

解得:

x=(负值舍去)

答:在A、B连线上场强为零的点到A点的距离为

解析

解:取一个试探电荷q,放在A、B连线上某个点,若电场力的合力为零,则场强为零,故:

k=k

解得:

x=(负值舍去)

答:在A、B连线上场强为零的点到A点的距离为

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简答题

如图有两个质量相同的小球(可视为点电荷)分别带电为Qa=+4.0×10-9C和Qb=+2.0×10-9C,相距为10cm,b球用绝缘支架固定,a球挂在绝缘绳下,绳与竖直方向成53°角静止.求:

①两球间的电场力是多大?是引力还是斥力?

②一个小球的质量是多少?

(已知静电力常量k=9.0×109N.m2/C2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)

正确答案

解:(1)根据库仑定律得:

F==7.2×10-6 N

a球挂在绝缘绳下,绳与竖直方向成53°角静止.电场力是斥力.

(2)对小球a受力分析,受到重力、静电引力和细线的拉力,根据三力平衡得:

F=mgtan53°

m=5.4×10-7kg

答:①两球间的电场力是7.2×10-6 N,是斥力.

②一个小球的质量是5.4×10-7kg.

解析

解:(1)根据库仑定律得:

F==7.2×10-6 N

a球挂在绝缘绳下,绳与竖直方向成53°角静止.电场力是斥力.

(2)对小球a受力分析,受到重力、静电引力和细线的拉力,根据三力平衡得:

F=mgtan53°

m=5.4×10-7kg

答:①两球间的电场力是7.2×10-6 N,是斥力.

②一个小球的质量是5.4×10-7kg.

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简答题

两个小球都带正电,总共有电荷5.0×10-5C,当两个小球相距3.0m,它们之间的斥力为0.4N,问两个小球所带的电量大小分别是多少?(k=9.0×109N.m2/C2

正确答案

解:由于均带正电,设一电量为q,则另一电量为5.0×10-5C-q.

根据库仑定律,得:

 解得:q=1×10-5c,

则另一电量为:4×10-5c,

答:两个小球所带的电量大小分别是1×10-5C;4×10-5C.

解析

解:由于均带正电,设一电量为q,则另一电量为5.0×10-5C-q.

根据库仑定律,得:

 解得:q=1×10-5c,

则另一电量为:4×10-5c,

答:两个小球所带的电量大小分别是1×10-5C;4×10-5C.

下一知识点 : 磁场
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