题目内容

18.两个完全相同的金属小球A、B都带有电荷,A、B相距30cm时相互间引力为9.0×10-5N.A、B接触一下再放回原处,相互间斥力为1.60×10-4N.求A、B的带电量.

分析 理解库仑定律的内容,知道带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.

解答 解:A、B相距30cm时相互间引力,说明两电荷带异种电荷;
设A、B的带电量分别为QA,-QB
依据库仑定律,则有:F=$\frac{9×1{0}^{9}×{Q}_{A}×{Q}_{B}}{0.{3}^{2}}$=9.0×10-5N.
当A、B接触一下再放回原处,相互间斥力为F′=$\frac{9×1{0}^{9}×\frac{{Q}_{A}-{Q}_{B}}{2}}{0.{3}^{2}}$=1.60×10-4N.
解得:QA=9.0×10-8C,QB=-1.0×10-8C
或者,QA=-9.0×10-8C,QB=1.0×10-8C
答:带有异种电荷,一个是9.0×10-8C,另一个是-1.0×10-8C,
或者一个是-9.0×10-8C,另一个是1.0×10-8C.

点评 要清楚带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.根据库仑定律的内容,找出变化量和不变量求出问题.

练习册系列答案
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8.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为纸带下落的起始点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么:

(1)同学甲根据公式sOB=$\frac{v_B^2}{2g}$得vB2=2gsOB=3.76(m/s)2,计算出从O点到B点重物动能增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=0.376J,再由重力做功W=mgsOB计算出重力势能的减少量△Ep=0.376J,于是他根据△Ek=△Ep得出重物下落过程中机械能守恒的结论.该同学的探究过程是否合理?简要说明理由.
答:不合理.应根据vB=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$计算出B点的速度,然后计算B点的动能.
(2)同学乙还想根据纸带上的测量数据进一步探究重物和纸带下落过程中所受的阻力,为此他计算出纸带下落的加速度为a=9.5m/s2,从而计算出阻力f=0.06N
(3)若同学丙不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?若能,写出要测量的物理量和验证过程(可根据需要增加计数点,如D、E等);若不能,简要说明理由.
答:能,在C点后面再取几个计数点D、E、F等,测出相邻计数点间的距离sAB、sBC、sCD、sDE,根据${v_B}=\frac{{{s_{AB}}+{s_{BC}}}}{2T}$和${v_D}=\frac{{{s_{CD}}+{s_{DE}}}}{2T}$算出B、D点的速度及对应的动能$\frac{1}{2}mv_B^2$和$\frac{1}{2}mv_D^2$,然后验证mg(sBC+sCD)和$\frac{1}{2}mv_D^2-$$\frac{1}{2}mv_B^2$是否相等.

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