题目内容

20.A、B 两点电荷,电荷量分别是Q和3Q,间距离为r时,相互作用力为F,若当距离变为$\frac{r}{2}$时,它们之间相互作用力为4F;若使B的电荷增加到5Q,A对B的作用力FB和B对A的作用力FA之比FA:FB=1:1.

分析 本题考查了应用库仑定律公式解题能力,对题目中叙述的两种状态分别依据库仑定律公式列方程,同时根据牛顿第三定律,即可求解结果.

解答 解:变化之前根据库仑定律有:F=k$\frac{Q•3Q}{{r}^{2}}$
变化之后有:F′=k$\frac{Q•3Q}{(\frac{r}{2})^{2}}$=4F    
若使B的电荷增加到5Q,A对B的作用力FB和B对A的作用力属于一对相互作用力,它们的大小相等,方向相反,因此FA:FB=1:1;
故答案为:4,1:1.

点评 本题考查库仑定律的直接应用,只需注意数值的变化即可顺利求出,同时掌握牛顿第三定律的内容.

练习册系列答案
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10.某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有天平、刻度尺.(两个)
(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是m<<M,实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力.
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为mgL=$\frac{1}{2}$M${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$M${v}_{1}^{2}$.((用题中的字母表示).
(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则最终需验证的数学表达式为mgL=$\frac{1}{2}(M+m)({v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2})$(用题中的字母表示).

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