第2节库仑定律
[随堂检测]
1.(多选)(2016·
高考浙江卷改编)如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点.用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定.两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m.已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g=10 m/s2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则( )
A.两球所带电荷量相等
B.A球所受的静电力为1.0×10-2 N
C.B球所带的电荷量为4×10-8 C
D.若将一个电子放在A、B两球连线中点处,则电子所受静电力为0
解析:选ACD.因A、B两球相同,故接触后两球所带的电荷量相同,故A项正确;由题意知平衡时A、B两球离悬点的高度为h= m=0.08 m,设细线与竖直方向夹角为θ,则tan θ==,由tan θ=,知A球所受的静电力F=mgtan θ=6.0×10-3N,B项错误;由库仑定律F=k,得B球所带的电荷量Q=r=0.12×C=4×10-8C,则C项正确;A、B两球带同种电荷,且所带电荷量相同,则A、B两球连线中点处的电子所受A、B两球的静电力等大、反向,故D项正确.
2.(多选)
两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )
A.若m1>m2,则θ1>θ2
B.若m1=m2,则θ1=θ2
C.若m1<m2,则θ1>θ2
D.若q1>q2,则θ1=θ2
解析:选BC.以m1为研究对象,对m1受力分析如图所示.
由共点力平衡得
FTsin θ1=F斥 ①
FTcos θ1=m1g ②
由得tan θ1=,同理tan θ2=,因为不论q1、q2大小如何,两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力,大小永远相等,故从tan θ=知,m大,则tan θ小,θ亦小,m相等,θ亦相等,故B、C正确.
3.(多选)(高考浙江卷)
如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6 C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g=10 m/s2;静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,A、B球可视为点电荷),则( )
A.支架对地面的压力大小为2.0 N
B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N
C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N
D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N