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16.两个半径相等的绝缘金属小球A、B,它们带电荷量之比是6:7,A带正电,B带负电,相互作用力为F.如果保持A、B之间的距离不变,取另一个和A、B一样大的不带电的绝缘金属小球C,先接触A,移开,再接触B,再移开,若A、B球均可视为点电荷.试分析说明,此时A、B之间的相互作用力是多少?是吸引力还是排斥力?

分析 应用电荷守恒定律求出小球所带电荷量,然后应用库伦定律求出A、B间的相互作用力.

解答 解:设A带的电荷量为6q,则B所带的电荷量为:-7q,
由库伦定律可知,A、B间的库伦力:F=k$\frac{6q×7q}{{r}^{2}}$=$\frac{42k{q}^{2}}{{r}^{2}}$,
由电荷守恒定律可知:qA′=3q,qB′=$\frac{3q-7q}{2}$=-2q,
A、B间的库仑力:F′=k$\frac{3q×2q}{{r}^{2}}$=$\frac{6k{q}^{2}}{{r}^{2}}$=$\frac{1}{7}$F,
A、B所带电荷的电性相反,它们间是引力;
答:此时A、B之间的相互作用力是$\frac{1}{7}$F,是吸引力.

点评 本题考查了带电小球间的库仑力,应用电荷守恒定律与库伦定律可以解题,本题是一道常规题.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

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①图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2.(结果保留二位有效数字)

②在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据.在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数$\frac{1}{m}$的图象.两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图所示).你认为同学乙(填“甲”、“乙”)的方案更合理.请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.

③在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
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