两个半径为R的带电球所带电量分别为+Q$_1$和-Q$_2$,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
分析:
本题题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比,不能忽略,因此不能看作点电荷,不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小,只能根据库仑定律定性的比较库仑力的大小.
解答:
解:当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带异种电荷,导致电量间距小于3R,根据库仑定律F=k$\frac {Q$_1$Q$_2$}{r}$,可知,它们相互作用的库仑力大小F>k$\frac {Q$_1$Q$_1$}{(3R)}$,故B正确,ACD错误.
故选:B.
点评:
本题应明确当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,不能直接运用库仑定律解答,注意库仑定律的成立条件,理解点电荷的含义.
两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F$_1$,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F$_2$,则F$_1$和F$_2$的大小关系为( )
分析:
根据库仑定律的成立条件----点电荷.此处破坏成立条件,因此当同种电荷时,间距大于球心间距;当异种电荷时,间距小于球心间距,从而即可求解.
解答:
解:根据库仑定律,F=k$\frac {qQ}{r}$,可知,r是两点电荷的间距,由于靠近完全相同的小球,
因此当同种电荷时,间距大于球心间距;当异种电荷时,间距小于球心间距,
所以库仑大小为F$_1$<F$_2$,
故C正确,ABD错误.
故选:C.
点评:
两球相距很近时,体积不能忽略,带电球不能看出点电荷,不能直接运动库仑定律.
半径均为R的两个相同的金属球带有等量异种电荷Q,两球球心相距为3R,两金属球间的作用力为f.另有两个相等的同种点电荷,带电量也为Q,相距也为3R,两点电荷间的作用力为f′,则$\frac {f}{f′}$应该( )
分析:
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带同种电荷的两金属球所带电量集中在两球的外侧,带异种电荷的两金属球所带电量集中在球的内侧,根据库仑定律公式F=k$\frac {Q$_1$Q$_2$}{r}$判断库仑力的比值.
解答:
解:带同种电荷的两金属球,由于同种电荷相互排斥,所带电量集中在两球的外侧,电荷与电荷的距离大于3R;带异种电荷的两金属球,由于异种电荷相互吸引,所带电量集中在球的内侧,电荷与电荷的距离小于3R,根据F=k$\frac {Q$_1$Q$_2$}{r}$知,f大于f′,所以$\frac {f}{f′}$>1.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
点评:
解决本题的关键掌握库仑定律公式F=k$\frac {Q$_1$Q$_2$}{r}$,以及知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
半径均为0.25cm的两个相同的金属球,分别带有等量的电荷,当两球球心相距为100cm时,两金属球间的作用力为F,若把他们放在相距为1cm的位置,则他们间的相互作用力的作用力为( )
分析:
接触带电的原则是先中和后平分,根据库仑定律的公式F=k$\frac {qQ}{r}$判断相互作用力的大小.但是注意库仑定律的适用条件,库仑定律适用于点电荷的作用力.
解答:
解:根据库仑定律得,F=k$\frac {qQ}{r}$,
当两球球心相距为100cm时,远大于自身大小,因此电荷可能看成点电荷,
若把他们放在相距为1cm的位置,因两球靠得太近,不能看成点电荷,库仑定律不再适用,
因电荷的电性不知,因而它们的中心电荷间距可能变大,也可能变小,所以无法确定作用力的大小.
故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
点评:
解决本题的关键知道接触带电的原则是先中和后平分,以及知道库仑定律的适用条件,库仑定律适用于点电荷的作用力.
两个相同的、质量分布均匀的金属球a和b,分别固定于绝缘支座上,设两球质量均为m,两球心间的距离l为球半径R的3倍.若使它们带上等量异种电荷,所带电荷量的绝对值均为Q,则a、b两球之间的万有引力F_引和库仑力F_库的表达式正确的是( )
分析:
万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球,库仑定律的使用的条件是点电荷,根据它们的使用条件来分析即可.
解答:
解:万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球,由于金属球a和b质量分布均匀,所以万有引力定律可以直接的应用,所以它们之间的万有引力为F_引=G$\frac {m}{l}$,
由于两球心间的距离l为球半径的3倍,它们之间的距离并不是很大,所以此时的电荷不能看成是点电荷,由于它们带的是等量异种电荷,由于电荷之间的相互吸引,电荷之间的距离会比l小,所以此时电荷间的库仑力F_库≠k$\frac {Q}{l}$,所以C正确.
故选C.
点评:
本题是对万有引力定律和库仑定律的条件的考查,掌握住库仑定律的使用的条件是点电荷之间的作用力,只有是点电荷的时候,库仑定律才可以使用,当电荷之间的距离不够大的时候,就不能看成是点电荷,库仑定律就不能使用.
(多选)半径为r的两个相同金属球,两球心相距为L(L=3r),它们所带电荷量的绝对值均为q,则它们之间相互作用的静电力F( )
分析:
题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比,不能忽略,因此不能看作点电荷,不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小,只能根据库仑定律定性的比较库仑力的大小.
解答:
解:当两球心相距为r时,两球不能看成点电荷,
若带同种电荷,导致电量间距大于L,
根据库仑定律F=k$\frac {q•q}{L}$,可知,它们相互作用的库仑力大小F<k$\frac {q•q}{L}$,
若带异种电荷,导致电量间距小于L,
根据库仑定律F=k$\frac {q•q}{L}$,可知,它们相互作用的库仑力大小F>k$\frac {q•q}{L}$,故AC正确,BD错误.
故选:AC.
点评:
本题应明确当两球心相距为r时,两球不能看成点电荷,不能直接运用库仑定律解答,注意库仑定律的成立条件,理解点电荷的含义.