库仑力作用下的平衡问题

库仑力作用下的平衡问题

首页休闲益智平衡小球更新时间:2024-05-01

1.库仑力具有力的一切性质,可以与其他力合成、分解,两点电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力,遵从牛顿第三定律。

2.分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时,方法仍然与力学中物体的平衡方法一样。

同一直线上带电体的平衡:

1.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,每个电荷受到的合力均为零,根据平衡条件可得,电荷间的关系为“两同夹一异”“两大夹一小”“近小远大”。

2.对于三个自由电荷的平衡问题,只需对其中两个电荷列平衡方程,不必再对第三个电荷列平衡方程。

例题:如图所示,

质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝緣柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为√3I。当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,则()

A.A、B间库仑力大小F=kq²/2l²

B.A、B间库仑力大小F=√3mg/3

C.细线拉力大小FT=kq²/3l²

D.细线拉力大小FT=√3mg

例题:如图所示,

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-40和+Q,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的电荷量和放置的位置是()

A.-Q在A左侧距A为L处

B.-2Q在A左侧距A为L/2处

C.-4Q在B右侧距B为L处

D.+2Q在A右侧距A3L/2为处

例题:如图所示,

两根长分别为L₁、L₂的细线,一端拴在同一悬点O上,另一端各系一个小球,两球的质量均为m,已知两球带有同种电荷而使两线张开一定角度,分别为45°和30°。则绳长L₁、L₂比值为()

A.1:√2

B.√2:1

C.√2:√3

D.√3:√2

例题:如图所示,

两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上,且在同一竖直平面内,用水平向左的推力F作用于B球,两球在图示位置静止.现将B球水平向左移动一小段距离,发现A球随之沿斜面向上移动少许,两球在虚线位置重新平衡,与移动前相比,下列说法正确的是()

A.斜面对A的弹力增大

B.水平面对B的弹力不变

C.推力F变小

D.两球之间的距离变小

例题:如图所示,

光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上,可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q₁、Q₂,其中小球1固定在碗底A点,小球2可以自由运动,平衡时小球2位于碗内的B位置处.现在改变小球2的带电荷量,把它放置在图中C位置时也恰好能平衡,已知AB弦是AC弦的两倍,则()

A.小球2在C位置时的电荷量是在B位置时电荷量的一半

B.小球2在C位置时的电荷量是在B位置时电荷量的八分之一

C.小球2在B点对碗的压力小于小球2在C点时对碗的压力

D.小球2在B点对碗的压力大于小球2在C点时对碗的压力

例题:如图所示,

竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且共处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B稍向左推过一些,两球重新平衡时的受力情况与原来相比()

A.推力F将增大

B.竖直墙面对小球A的弹力增大

C.地面对小球B的弹力一定不变

D.两个小球之间的距离增大

例题:质量为m₁、m₂的小球分别带同种电荷q₁和q₂,它们用等长的细线吊在同一点O,由于静电斥力的作用,使m₁球靠在竖直光滑墙上,m₁的拉线呈竖直方向,使m₂球的拉线/2与竖直方向成θ角,m₁、m₂均处于静止,如图所示由于某种原因,

m₂球的带电量q₂逐淅减少,于是两球拉线之间来角θ也逐渐减小直到零:在θ角逐渐减小的过程中,关于l₁、l₂中的张力T₁、T₂的变化是

A.T₁不变,T₂不变

B.T₁不变,T₂变小

C.T₁变小,T₂变小

D.T₁变小,T₂不变

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