庫侖定律的解釋和例題
- 庫侖定律是什么意思
庫侖定律是物理學(xué)中的基本定律之一，它描述了兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用力的大小和方向。這個(gè)定律是法國科學(xué)家?guī)靵鲈?784年根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果提出來的，它適用于兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用，其中電荷的分布情況和形狀對公式的應(yīng)用沒有影響，但是當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距改變時(shí)，它們之間的相互作用力也會隨之改變。庫侖定律的表達(dá)式為：F=k*Q1*Q2/r^2，其中F為兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，k為庫侖常數(shù)，Q1和Q2為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量，r為它們之間的距離。
庫侖定律考題：
1. 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力是3N，如果每個(gè)電荷的電量都是元電荷的10倍，那么它們之間的距離是多少？
2. 一個(gè)帶電小球在真空中的庫侖力作用下，以一定的速度運(yùn)動(dòng)。已知小球的質(zhì)量為M，電量為Q，求小球受到的庫侖力的大小。
3. 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離為r，其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電量是另一個(gè)點(diǎn)電荷電量的4倍，那么它們之間的庫侖力是多少？
4. 兩個(gè)帶電小球在真空中相距為L，其中一個(gè)帶電小球帶電量為+Q，另一個(gè)帶電小球帶電量為-q，求它們之間的庫侖力的大小。
5. 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力是F，如果其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電量增加為原來的兩倍，而另一個(gè)點(diǎn)電荷的電量不變，那么它們之間的距離應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦恫拍鼙３衷瓉淼膸靵隽Υ笮〔蛔儯?span style="display:none">l76物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
答案：
1. 根據(jù)庫侖定律公式 F = kQq/r2，其中Q為點(diǎn)電荷的電量，q為試探電荷的電量。由于每個(gè)電荷的電量都是元電荷的10倍，因此可以將Q和q分別表示為10n倍的元電荷量。代入公式中可得：F = k(10n)2(10m) / r2，其中m和n是任意正整數(shù)。將r2移項(xiàng)后可得：r = (Fk/m2n2)的平方根。
2. 根據(jù)庫侖定律公式 F = kQq/r2，其中Q為帶電小球電量，r為小球受到的庫侖力作用距離。由于已知小球的質(zhì)量為M，因此可以求出小球的加速度大小a = F/M。根據(jù)牛頓第二定律可知，小球受到的庫侖力大小F = ma = M F/M = F。
3. 根據(jù)庫侖定律公式 F = kQq/r2，其中Q和q分別為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量，r為它們之間的距離。已知一個(gè)點(diǎn)電荷的電量是另一個(gè)點(diǎn)電荷電量的4倍，因此可以將兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量分別表示為Q和4Q。代入公式中可得：F = k(Q × 4Q)/r2。將r2移項(xiàng)后可得：r = (Fk/4k)的平方根。
4. 根據(jù)庫侖定律公式 F = kQq/L2，其中Q和q分別為兩個(gè)帶電小球的電量，L為它們之間的距離。代入公式中可得：F = k(Q × -q)/L2。由于一個(gè)帶電小球帶電量為+Q，另一個(gè)帶電小球帶電量為-q，因此可以將兩個(gè)帶電小球的電量相加并除以L2即可得到它們之間的庫侖力大小F = k(Q + q)/L2。
5. 根據(jù)庫侖定律公式 F = kQq/r2，其中Q和q分別為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量，r為它們之間的距離。如果其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電量增加為原來的兩倍，而另一個(gè)點(diǎn)電荷的電量不變，那么它們之間的庫侖力大小不變的條件是：F/Q不變或F/q不變或(Q/r2)不變或(q/r2)不變。因此需要將其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電量變?yōu)樵瓉淼膬杀逗?，再根?jù)庫侖定律公式求出新的距離r'即可保持原來的庫侖力大小不變。代入公式中可得：F' = k(2Q × Q)/r'2。將r'移項(xiàng)后可得：r' = (F'k/Q2)的平方根。
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