题目内容

8.有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计),分别带电荷量-q和3q,当它们在真空中相距一定距离时,A球对B球的引力为F,若用绝缘手柄移动这两个小球,使它们相接触后分别再放回原处,则它们间的作用力变为$\frac{F}{3}$.

分析 根据库仑定律可以得到F与电量Q、距离r的关系;A、B球相互接触后放回原处,距离r不变,电荷中和之后再平分,再根据库仑定律得到相互作用的库仑力大小与Q、r的关系,用比例法求解

解答 解:由库仑定律可得:
F=$\frac{kq•3q}{{r}^{2}}$;
而两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为3q;
则库仑力F′=$\frac{kqq}{{r}^{2}}$=$\frac{1}{3}$F;
故答案为:$\frac{F}{3}$

点评 本题考查运用比例法求解物理问题的能力.对于两个完全相同的金属球互相接触后电量平分

练习册系列答案
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18.某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度和力的变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门,记录小车通过A、B时的遮光时间,小车中可以放置砝码.
(1)实验中木板略微倾斜,这样做目的是CD
A.为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.为了增大小车下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D.可使得小车在未施加拉力时能匀速下滑
(2)实验主要步骤如下:
①如图乙所示,用游标卡尺测量挡光片的宽度d=0.550cm.
②将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车及小车中砝码的质量之和为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2,则小车通过A、B过程中加速度为a=$\frac{{(\frac{d}{{t}_{2}})}^{2}-{(\frac{d}{{t}_{1}})}^{2}}{2s}$(用字母t1、t2、d、s表示).
③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复①的操作.
(3)若在本实验中没有平衡摩擦力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ.利用上面的实验器材完成实验,保证小车质量M不变,改变砝码盘中砝码的数量,即质量m改变(取绳子拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m、t1、t2的数据,并得到m与($\frac{1}{{t}_{2}}$)2-($\frac{1}{{t}_{1}}$)2的关系图象(如图丙).已知图象在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为k,A、B两点的距离为s,挡光片的宽度为d,求解μ=$\frac{b{d}^{2}}{2gks}$(用字母b、d、s、k、g表示).
20.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)所示为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz) 

(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量 m,分别得到小车加速度a与质量 m及对应的$\frac{1}{m}$数据如下表:
实验次数12345678
小车加速度a/m•s-21.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67
$\frac{1}{m}$/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60
请由表中数据求出小车加速度a与质量倒数$\frac{1}{m}$之间的关系式是a=$\frac{1}{2m}$.
(3)某同学采用如图(a)所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系.用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带得出加速度a.分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系.根据实验中得到的数据描出如图(c)所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致.该同学列举产生这种结果的可能原因如下,你认为比较合理的是AC
A.在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
B.没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
C.砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件;
D.测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大.

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