正确率40.0%光滑绝缘水平面上,两个相同的小球带有等量同种电荷,用轻质绝缘弹簧相连.静止时弹簧伸长量为$${{x}_{1}}$$;若使两小球的带电量都减半,再次静止时弹簧伸长量为$${{x}_{2}}$$.关于$${{x}_{1}}$$和$${{x}_{2}}$$的关系正确的是()
B
A.$$x_{2}=\frac{x_{1}} {2}$$
B.$$x_{2} > \frac{x_{1}} {4}$$
C.$$x_{2} < \frac{x_{1}} {4}$$
D.$$x_{2}=\frac{x_{1}} {4}$$
6、['受力分析', '平衡状态的定义及条件', '库仑定律计算及其简单应用', '利用平衡推论求力', '库仑力作用下的动力学问题']正确率60.0%真空中有两个固定的正点电荷,电荷量分别为$${{Q}_{1}{、}{{Q}_{2}}}$$,且$${{Q}_{1}{>}{{Q}_{2}}}$$。已知点电荷$${{q}}$$置于$${{Q}_{1}{、}{{Q}_{2}}}$$连线上的某一点时,所受静电力的合力恰好为零,则 ()
C
A.$${{q}}$$一定是正电荷
B.$${{q}}$$一定是负电荷
C.$${{q}}$$离$${{Q}_{1}}$$较远
D.$${{q}}$$离$${{Q}_{2}}$$较远
8、['库仑定律计算及其简单应用', '库仑定律公式及其适用条件']正确率60.0%真空中两个点电荷,它们之间相互作用的库仑力大小是$${{F}}$$,若它们的电荷量保持不变,距离变为原来的$${{3}}$$倍,则它们之间相互作用的库仑力大小是$${{(}{)}}$$
D
A.$${{9}{F}}$$
B.$${{3}{F}}$$
C.$${{F}{/}{3}}$$
D.$${{F}{/}{9}}$$
9、['库仑定律计算及其简单应用', '库仑定律公式及其适用条件']正确率60.0%真空中两个点电荷,它们之间的静电力为$${{F}}$$,当它们之间的距离增大到原来的$${{2}}$$倍,电量都减小到原来的一半时,它们之间的作用力变为()
B
A.$$\frac{F} {4}$$
B.$$\frac{F} {1 6}$$
C.$${{4}{F}}$$
D.$${{8}{F}}$$
10、['库仑定律计算及其简单应用']正确率60.0%真空中有两个点电荷相距为$${{r}}$$,它们相互作用的库仑力大小为$${{F}}$$,则以下说法中
C
A.将每个点电荷的电荷量和两点电荷间的距离都增加相同的倍数时,库仑力$${{F}}$$大小不变
B.保持每个点电荷的电荷量不变,仅将两点电荷间距离加倍,则库仑力大小变为$$\frac{F} {4}$$
C.将其中一个点电荷的电荷量和两点电荷间的距离都减半时,库仑力$${{F}}$$大小不变
D.将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷,保持两者间距离不变时,库仑力$${{F}}$$大小可能不变
3、设小球电荷量为 $$q$$,弹簧劲度系数为 $$k$$,库仑力与弹力平衡:$$\frac{{k_e q^2}}{{r^2}} = k x$$,其中 $$r$$ 为两球中心距离。初始伸长量 $$x_1$$ 满足 $$\frac{{k_e q^2}}{{(r_0 + x_1)^2}} = k x_1$$。
电荷减半后,$$\frac{{k_e (q/2)^2}}{{(r_0 + x_2)^2}} = k x_2$$,即 $$\frac{{k_e q^2}}{{4(r_0 + x_2)^2}} = k x_2$$。
由于 $$r_0 \ll x$$,近似忽略 $$r_0$$,得 $$x \propto q^{2/3}$$,故 $$x_2 = \left(\frac{{1}}{{2}}\right)^{2/3} x_1 \approx 0.63 x_1$$,但精确分析需解方程。实际 $$x_2 > \frac{{x_1}}{{4}}$$,因为电荷减小但距离也减小,库仑力变化非线性。
答案:B. $$x_2 > \frac{{x_1}}{{4}}$$
6、点电荷 $$q$$ 所受静电力合力为零,设其距 $$Q_1$$ 为 $$r_1$$,距 $$Q_2$$ 为 $$r_2$$,有 $$\frac{{k Q_1 q}}{{r_1^2}} = \frac{{k Q_2 q}}{{r_2^2}}$$,即 $$\frac{{Q_1}}{{r_1^2}} = \frac{{Q_2}}{{r_2^2}}$$。
因 $$Q_1 > Q_2$$,故 $$r_1 > r_2$$,即 $$q$$ 离 $$Q_2$$ 较近,离 $$Q_1$$ 较远。电荷 $$q$$ 可正可负,但力方向相反,平衡位置相同。
答案:C. $$q$$ 离 $$Q_1$$ 较远
8、库仑定律:$$F = \frac{{k q_1 q_2}}{{r^2}}$$。距离变为原来3倍,则 $$F' = \frac{{k q_1 q_2}}{{(3r)^2}} = \frac{{k q_1 q_2}}{{9r^2}} = \frac{{F}}{{9}}$$。
答案:D. $$\frac{{F}}{{9}}$$
9、原库仑力 $$F = \frac{{k q_1 q_2}}{{r^2}}$$。距离增大到2倍,电量都减半,则 $$F' = \frac{{k (q_1/2) (q_2/2)}}{{(2r)^2}} = \frac{{k q_1 q_2 / 4}}{{4r^2}} = \frac{{k q_1 q_2}}{{16r^2}} = \frac{{F}}{{16}}$$。
答案:B. $$\frac{{F}}{{16}}$$
10、分析各选项:
A. 设电荷量和距离都增加 $$n$$ 倍,则 $$F' = \frac{{k (n q_1) (n q_2)}}{{(n r)^2}} = \frac{{k n^2 q_1 q_2}}{{n^2 r^2}} = \frac{{k q_1 q_2}}{{r^2}} = F$$,正确。
B. 距离加倍,$$F' = \frac{{k q_1 q_2}}{{(2r)^2}} = \frac{{F}}{{4}}$$,正确。
C. 设 $$q_1$$ 和距离减半,则 $$F' = \frac{{k (q_1/2) q_2}}{{(r/2)^2}} = \frac{{k q_1 q_2 / 2}}{{r^2 / 4}} = 2 \frac{{k q_1 q_2}}{{r^2}} = 2F$$,错误。
D. 电荷量重新分配但总量不变,如 $$q_1$$ 和 $$q_2$$ 相等时力最大,变化中可能不变,正确。
答案:C