高二物理题。知道的说下谢谢
有两个完全相同的小球,带电荷量为7Q,带电贺量为-Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之间的相互作用的库伦力为F;现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处,则A、B间的...
有两个完全相同的小球,带电荷量为7Q,带电贺量为-Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之间的相互作用的库伦力为F;现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处,则A、B间的相互作用的库仑力是多少?
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解:C若为正电荷,它与AB间为斥力,将使AB远离C 。AB间也是斥力,由于AB同性将使AB相互远离,都无法形成相对稳定(静止)的结构,所以C必然带负电,对AB均产生引力,才能维持三者相对静止。
由于AB与C、及AB相对间的情况是对称的,所以研究二者之一得的结果可以用于另一个。
对A而言,它受B对它由B向A方向的斥力作用,还受C对它由A指向C的吸引力作用。在两力作用下,随整体一起向某方向加速运动。重点分析A,如下图有:
C对A的吸引力Fca产生两个效果(作用),Fcax与Fcay:
Fcay 沿 BA 方向,与B对A的斥力平衡,使AB之间保持相对静止;
Fcay 沿 AX 方向,使A向AX 方向加速运动(原因下面叙述);
又因为ABC三者间,两两之距为L,所以三角形ABC为等边三角形,角BAC=60度;
已知:AB带电量为+q,间距为L,故
Facy=Fba=Kqq/(L*L)
Fca=Fcay/cos(60度)=2*Fcay=2Kqq/(LL)
Fcax=Fca*sin(60度)=2Kqq*sin(60度)/(LL)=根号3*Kqq/(LL)
A获得的加速度为 :a=Fcax/m=根号3*Kqq/(LLm)
(1)C球的带电电性和电荷量
由上分析,C球带负电;
由于C球对A球吸引力为Fca,因此有
2Kqq/(LL)=KqQ/(LL) = Q=2q
(2)外力F的大小和方向
由上分析,A做加速度为 a=根号3*Kqq/(LLm) 沿平等于F方向的加速运动。因为三者保持相对静止,所以BC也做同样的加速运动。
三者间的吸引力是内力,使三者(一个整体)同做加速运动的力为F。故:
F=(3m)*a=3m*根号3*Kqq/(LLm)=3*根号3*Kqq/(LL)
方向:垂直于AB,由AB联线指向C。
原因:因为把三者看成一个系统,它们整体受F作用,将向F方向一起加速运动,所以Fca产生的另一效果必然是向AX方向使A加速运动,AX平等于F。
若F不在垂直于AB方向上,将无法对称的同时拖着AB一起运动(再具体的分析更复杂,所以略)。因此F必然垂直于AB。
解后回答你的问题:
本题中不用涉及库仑力的合成。另外,一般诸如此题一样复杂的问题,都可以把对库仑力合成问题转化为分解的问题来处理。
关于库仑力合成的原则:库仑力从力的角度看,与普通力没差别,所以可以同其它力的合成一样处理,关键是找准角度或利用几何特性来处理!
由于AB与C、及AB相对间的情况是对称的,所以研究二者之一得的结果可以用于另一个。
对A而言,它受B对它由B向A方向的斥力作用,还受C对它由A指向C的吸引力作用。在两力作用下,随整体一起向某方向加速运动。重点分析A,如下图有:
C对A的吸引力Fca产生两个效果(作用),Fcax与Fcay:
Fcay 沿 BA 方向,与B对A的斥力平衡,使AB之间保持相对静止;
Fcay 沿 AX 方向,使A向AX 方向加速运动(原因下面叙述);
又因为ABC三者间,两两之距为L,所以三角形ABC为等边三角形,角BAC=60度;
已知:AB带电量为+q,间距为L,故
Facy=Fba=Kqq/(L*L)
Fca=Fcay/cos(60度)=2*Fcay=2Kqq/(LL)
Fcax=Fca*sin(60度)=2Kqq*sin(60度)/(LL)=根号3*Kqq/(LL)
A获得的加速度为 :a=Fcax/m=根号3*Kqq/(LLm)
(1)C球的带电电性和电荷量
由上分析,C球带负电;
由于C球对A球吸引力为Fca,因此有
2Kqq/(LL)=KqQ/(LL) = Q=2q
(2)外力F的大小和方向
由上分析,A做加速度为 a=根号3*Kqq/(LLm) 沿平等于F方向的加速运动。因为三者保持相对静止,所以BC也做同样的加速运动。
三者间的吸引力是内力,使三者(一个整体)同做加速运动的力为F。故:
F=(3m)*a=3m*根号3*Kqq/(LLm)=3*根号3*Kqq/(LL)
方向:垂直于AB,由AB联线指向C。
原因:因为把三者看成一个系统,它们整体受F作用,将向F方向一起加速运动,所以Fca产生的另一效果必然是向AX方向使A加速运动,AX平等于F。
若F不在垂直于AB方向上,将无法对称的同时拖着AB一起运动(再具体的分析更复杂,所以略)。因此F必然垂直于AB。
解后回答你的问题:
本题中不用涉及库仑力的合成。另外,一般诸如此题一样复杂的问题,都可以把对库仑力合成问题转化为分解的问题来处理。
关于库仑力合成的原则:库仑力从力的角度看,与普通力没差别,所以可以同其它力的合成一样处理,关键是找准角度或利用几何特性来处理!
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首先
先用公式知道没接触前的 也就是 F=(k7QQ)/r^2
而接触后 先中和再平分也就是两个都带 3Q 再代入公式F1=(k9QQ)/r^2
F∶F1=7∶9
所以 F1=(9F)/7 (也就是中和后的库仑力)
很高兴为你解题 谢谢
先用公式知道没接触前的 也就是 F=(k7QQ)/r^2
而接触后 先中和再平分也就是两个都带 3Q 再代入公式F1=(k9QQ)/r^2
F∶F1=7∶9
所以 F1=(9F)/7 (也就是中和后的库仑力)
很高兴为你解题 谢谢
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题中没有说是正电荷还是负电荷,只说了一个
所以,要考虑中和
接触之前,F=K·7Q·Q/R2
为+7Q时,F1=K·3Q·3Q/R2=9/7F
为-7Q时,F2=K·4Q·4Q/R2=16/7F
我也是高二的,以后多多帮助啊
所以,要考虑中和
接触之前,F=K·7Q·Q/R2
为+7Q时,F1=K·3Q·3Q/R2=9/7F
为-7Q时,F2=K·4Q·4Q/R2=16/7F
我也是高二的,以后多多帮助啊
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