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2.已知點電荷A電量是B點電荷的2倍,則A對B作用力大小跟B對A作用力的比值為( C )
A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定
3.兩個質(zhì)量都是m的小球,都用細線拴在同一點,兩細線長度相等,兩球都帶上正電荷,但甲球電量比乙球多,平衡時兩細線分別與豎直方向夾角為θ1和θ2,則二者相比,θ1_____θ2。(答:=)
4.兩個完全相同的均勻帶電小球,分別帶電量q1=2C正電荷,q2=4C負電荷,在真空中相距為r且靜止,相互作用的靜電力為F。
(1)今將q1、q2、r都加倍,相互作用力如何變?(作用力不變)
(2)只改變兩電荷電性,相互作用力如何變?(作用力不變)
(3)只將r 增大4倍,相互作用力如何變?(作用力變?yōu)?F/25,方向不變。)
5.兩個完全相同的均勻帶電小球,分別帶電量q1=2C正電荷,q2=4C負電荷,在真空中相距為r且靜止,相互作用的靜電力為F。
(1)將兩個小球接觸一下后,仍放回原處,相互作用力如何變?
(接觸后電量先中和,后多余電量等分,作用力大小變?yōu)?F/8,方向由原來的吸引變?yōu)橥瞥猓?br>(2)接上題,為使接觸后,靜電力大小不變應(yīng)如何放置兩球?
(將帶電體間距離變?yōu)?)。
6.如圖所示,把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起,若將帶電量為4×10-8C的小球B靠近它,當兩小球在同一高度時且相距3cm,絲線與豎直方向夾角為45°,此時小球B受到庫侖力F=___________。小球A帶的電量qA=____________。
解析:根據(jù)題給的條件,可知小球A處于平衡狀態(tài),分析小球A受力情況如下圖所示。小球重力mg。絲線拉力T和小球B對小球A的靜電力F的合力為零。(物體的平衡條件是關(guān)鍵)
題中小球A,B都視為點電荷,它們之間相互吸引,其作用力大小
∴ =>
小球B受到庫侖力與小球A受到庫侖力為作用力和反作用力,所以小球B受到的庫侖力大小為2×10-3N。小球A與小球B相互吸引,B帶正電,小球A帶負電,所以qA=-0.5×10-8C(負號不可缺少)
7.兩個正電荷q1與q2電量都是3C,靜止于真空中,相距r=2m。
(1)在它們的連線AB的中點O放入正電荷Q,求Q受的靜電力。
(2)在O點放入負電荷 Q,求Q受的靜電力。((1)(2)題電荷Q受力為零。)
(3)在連線上A點的左側(cè) C點放上負點電荷q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受靜電力。
解 當一個點電荷受到幾個點電荷的靜電力作用時,可用力的獨立性原理求解,即用庫侖定律計算每一個電荷的作用力,就像其他電荷不存在一樣,再求各力的矢量和。
(3)q3受引力F31與引力F32,方向均向右,合力為:
8.如上圖所示,等邊三角形ABC,邊長為L,在頂點A、B處有等量異性點電荷QA,QB,,QA=+Q,QB=-Q,求在頂點C處的點電荷QC所受的靜電力。
解析:分析QC受幾個力,確定各力大小和方向。
因QB的存在QA對QC的作用力,還遵守庫侖定律嗎?
QC題目中沒有交待電性,解答時就需考慮兩種情況,即QC為正電,QC為負電。
當QC為正電時,受力情況如中圖所示,QA、QB對QC的作用力大小和方向都不因其它電荷的存在而改變,仍然遵守庫侖定律的規(guī)律。
QA對QC作用力: ,同性電荷相斥。QB對QC作用力: ,異性電荷相吸!逹A=QB=Q∴FA=FB
根據(jù)平行四邊形法則,QC受的力F1即為FA、FB的合力,根據(jù)幾何知識可知,QC受力的大小,F(xiàn)1=FA=FB= ,方向為平行AB連線向右。
當QC為負電時,如圖3所示。 方向平行AB連線向左。
從本題解答可知:(1)靜電力合成分解時遵守平行四邊形法則。(2)題中不交待電性時,需根據(jù)題給的條件判斷其電性,若不能判斷電性,應(yīng)按兩種情況處理。(3)求靜電力時要計算其大小還要回答力的方向。
9.相距為L的點電荷A、B的帶電量分為+4Q和-Q,要引進第三個點電荷C,使三個點電荷在庫侖力作用下都能處于平衡狀態(tài),試求C電荷的電量和放置的位置?
解析:如圖所示,首先分析點電荷C可能放置的位置,三個點電荷都處于平衡,彼此之間作用力必須在一條直線上,C只能在AB決定的直線上,不能在直線之外。而可能的區(qū)域有3個,一是AB間,A與B帶異性電荷互相吸引,C電荷必須與A、B均產(chǎn)生推斥力,這不可能。二是在BA連線的延長線上,此時C離A近,A帶電荷又多,不能同時使A、B處于平衡。三是AB延長線,放B的右側(cè)能滿足A、B同時處于平衡,C同時也平衡。
設(shè):點電荷C置于B的右側(cè)且距離B為x,帶電荷為q,則
(A處于平衡)
(B處于平衡)
解方程:q=4Q,x=L
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