如圖所示,在光滑絕緣的水平面上,沿一條直線依次排列三個(gè)等質(zhì)量的帶電小球A、B、C.在C上沿連線方向施加一恒力F后,三小球恰能在運(yùn)動(dòng)中保持相對(duì)位置不變.已知A球電量=10q,B球電量為=q.開始時(shí),小球間距離r也為已知.求所施恒力F,小球C所帶電量及電性.

F=k,負(fù)電荷   

取A、B、C三小球?yàn)檠芯肯到y(tǒng),設(shè)小球質(zhì)量為m,依牛頓運(yùn)動(dòng)定律,可知

(1)
  取小球A為研究對(duì)象:

(2)
  取A球和B球?yàn)檠芯繉?duì)象:

(3)
  由(2)(3)可得

  解之(并考慮其電性)可得
  將代入式(2)可得
  將a代入式(1) F=k
  思路點(diǎn)撥:此題是庫(kù)侖定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合的問(wèn)題.為保持三小球相對(duì)位置不變,則三小球必有相同的加速度.從A球入手分析可知:為使A球與C球有同方向加速度,C球上電荷的電性必與A球、B球的電性相反.
  具體運(yùn)算可選不同研究對(duì)象,分別按整體法或隔離體法列牛頓運(yùn)動(dòng)定律方程求解.
  小結(jié):由本題可以看出在求解帶電體的問(wèn)題時(shí),與求解一般力學(xué)問(wèn)題的基本方法(包括受力分析、隔離法等)和基本規(guī)律(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)并沒絲毫變化,只是研究對(duì)象為帶電體,應(yīng)考慮其所受靜電力.另外在使用庫(kù)侖定律計(jì)算作用力F時(shí),一般不帶入電荷的電性符號(hào),即只計(jì)算其大小,然后再依電荷電性關(guān)系判斷方向,這樣在計(jì)算中不易出錯(cuò).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球1的帶電量為q,球2的帶電量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1、2之間庫(kù)侖斥力的大小為F。現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1、2之間庫(kù)侖斥力的大小仍為F。由此可知
A.n=3 B.n=4 C.n=5D.n=6

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)兩塊豎直的足夠長(zhǎng)的平行板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中用絕緣絲線懸一質(zhì)量為0.01kg的帶電小球,平衡時(shí)絲線與豎直方向成37°角,如圖所示,此時(shí)小球離負(fù)板0.15m.求:
(1)若球在平衡位置時(shí)將絲線剪斷,小球?qū)⒆龊畏N運(yùn)動(dòng)?何時(shí)碰板?
(2)若把小球提起,使絲線水平,然后釋放小球,問(wèn)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖15所示,質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端,繩的另一端固定于O點(diǎn),繩長(zhǎng)為,O點(diǎn)有一電荷量為+Q(Q>>q)的點(diǎn)電荷P,現(xiàn)加一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點(diǎn)。求:
(1)小球靜止在A點(diǎn)處繩子受到的拉力和外加電場(chǎng)大;
(2)將小球拉起至與O點(diǎn)等高的B點(diǎn)后無(wú)初速釋放,則小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí),繩受到的拉力。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

對(duì)于庫(kù)侖定律,下面說(shuō)法中正確的是( 。
A.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷,不論它們電量是否相同,它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等
B.兩個(gè)帶電小球即使相距非常近,也能用庫(kù)侖定律
C.凡計(jì)算兩個(gè)電荷間的相互作用力,就可以使用公式F=
KQ1Q2
r2
D.兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量各減為原來(lái)的一半,它們之間的距離保持不變,則它們之間庫(kù)存侖力減為原來(lái)的一半

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線上取a、b兩點(diǎn),oa=
1
4
ob,當(dāng)在a處放一電量q=1.5×10-8c帶正電的檢驗(yàn)電荷時(shí),受到的電場(chǎng)力為F=3×10-6N.
(1)求a處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向.把檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)移去后,a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)怎樣變化?
(2)如在b處放一個(gè)電子,它受到的電場(chǎng)力多大?方向怎樣?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩個(gè)半徑均為R、帶電量均為+Q的金屬球放置在水平桌面上,它們球心的距離為3R,則它們之間的靜電力為(   。
A.等于B.大于C.小于D.不能確定

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,它們之間靜電力的大小為F。如果保持這兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離不變,而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的3倍,那么它們之間靜電力的大小變?yōu)?u>           

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

在光滑水平面上AB兩點(diǎn)分別放置質(zhì)量為m和2m兩個(gè)點(diǎn)電荷,兩電荷同時(shí)由靜止釋放,已知?jiǎng)傖尫艜r(shí)的加速度為a,一段時(shí)間后的加速度大小也為a,且此時(shí)速度大小為V,問(wèn)
①此時(shí)的加速度多大?
速度為V時(shí)速度多大?
③這段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)電勢(shì)能變化了多少?
 

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