8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q和q,用长均为L的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为 .
7.如图1-2-6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥,
静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β,
由此可知
A.B球带电荷量较多
B.B球质量较大
C.A球带电荷量较多
D.两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′
6.两个放在绝缘架上的相同金属球相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷量,相互作用的斥力为3F.现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为
A.O B.F C.3F D.4F
5.两个带正电的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,它们的加速度之比将
A.保持不变 B.先增大后减小 C.增大 D.减小
4.两个直径为d的带正电的小球,当它们相距100 d时作用力为F,则当它们相距为d时的作用力为( )
A.F/100 B.10000F C.100F D.以上结论都不对
3.两个点电荷相距为d,相互作用力大小为F,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F,则两点之间的距离应是
A.4d B.2d C.d/2 D.d/4
2.对于库仑定律,下面说法正确的是
A.凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F = ;
B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D.当两个半径为r的带电金属球心相距为4r时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量
1.下列哪些带电体可视为点电荷
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.
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5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.
例3 a、b两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为q和q,且q=9 q,都是正电荷;现引入点电荷c,这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?
解析:点电荷c应为负电荷,否则三个正电荷相互排斥,永远不可能平衡.
由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用,三个点电荷只有处在同一条直线上,且c在a、b之间才有可能都平衡.
设c与a相距x,则c、b相距(0.4-x),如点电荷c的电荷量为q,根据二力平衡原理可列平衡方程:
a平衡: b平衡: c平衡: =
显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可得有意义的解: x=30cm
所以 c在a、b连线上,与a相距30cm,与b相距10cm.
q=,即q:q:q=1:: (q、q为正电荷,q为负电荷)
例4 有三个完全相同的金属球A、B、C,A带电荷量7Q,B带电荷量﹣Q,C不带电.将A、B固定,然后让C反复与A、B接触,最后移走C球.问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍?
解析: C球反复与A、B球接触,最后三个球带相同的电荷量,其电荷量为Q′==2Q.
A、B球间原先的相互作用力大小为F=
A、B球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′Q′/r=
即 F′= 4F/7.
所以 :A、B间的相互作用力变为原来的4/7.
点评: 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时,通常不带电荷的正、负号,力的方向根据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”来判断.
如图1-2-5所示.在光滑绝缘的水平面上的A、B两点分别放置质量为m和2m的两个点电荷Q和Q.将两个点电荷同时释放,已知刚释放时Q的加速度为a,经过一段时间后(两电荷未相遇),Q的加速度也
为a,且此时Q的速度大小为v,问:
(1) 此时Q的速度和加速度各多大?
(2) 这段时间 内Q和Q构成的系统增加了多少动能?
解析:题目虽未说明电荷的电性,但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律).两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大).对Q和Q构成的系统来说,库仑力是内力,系统水平方向动量是守恒的.
(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F,则:F= m a.当Q的加速度为a时,作用力大小为F,则:F=2 m a.此时Q的加速度a′= 方向与a相同.
设此时Q的速度大小为v,根据动量守恒定律有:m v=2 m v,解得v=2 v,方向与v相反.
(2) 系统增加的动能 E=+=+=3m
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