库仑分析法习题解答
库仑分析法习题解答
4. 试述库仑滴定的基本原理。
解: 库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分 析方法。在电解过程中,于试液中加入某种特定物质,以一 定强度的恒定电流进行电解,使之在工作电极上(阳极或阴 极)电解产生一种试剂,此试剂与被测物质发生定量反应, 当被测物质反应完全后,用适当的方法指示终点并立即停止 电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物 质的质量:
则: 1: 2 = x : (0.0197 ×26.30)
x = 2.59 ×10-4mol W% = 159.69 ×2.59 ×10-4 × 100/0.854 = 4.84%
10.上述试液若改为以恒电流进行电解氧化,能否根据在反应时 所消耗的电量来进行测定?为什么? 解:不行,难以维持电流效率为100%(原因参见教材第189页)
3. 电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处?
解:电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处, 都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离子 的分离,库仑分析也属于电解分析的范畴。不同的是通常 的电解分析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行定 量分析,而库仑分析是通过测量通过体系的电量来进行定 量测定。 在测量装置上,二者也有共同之处,均需要有阴极电位控 制装置,不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联 一个库仑计以测量通过体系的 电量。
9.以适当方法将0.854g铁矿试样溶解并使之转化为Fe2+后,将此 试液在-1.0V(vs.SCE)处,在铂阳极上定量地氧化为Fe3+,完成次 氧化反应所需的电量以碘库仑计测定,此时析出的游离碘以 0.0197 mol.L-1Na2S2O3标准溶液滴定时消耗26.30mL. 计算试 样中Fe2O3的质量分数. 解: 1mol Fe2+ ~ 1mol e ~ 1/2mol I2 ~1mol S2O321mol Fe2O3 ~ 2mol Fe ~ 2mol S2O32设试样中FeO3的摩尔数为x,
库仑定律专项练习题及答案(供参考)
习题24 库仑定律1.如图所示,两个带电小球A 、B 分别用细丝线悬吊在同一点O ,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角分别为α、β (α>β),关于两小球的质量m 1 、m 2和带电量q 1 、q 2,下列说法中正确的是 A.一定有m 1<m 2, q 1<q 2 B.可能有m 1<m 2, q 1>q 2 C.可能有m 1=m 2, q 1=q 2 D.可能有m 1>m 2, q 1=q 22.两个大小相同的小球带有不等量的电荷,它们相隔某一距离时,相互作用的库仑力大小为F 1.现将两小球接触后又放回到原位置,它们之间相互作用的库仑力大小为F 2.下列说法中正确的是A.若F 1<F 2,则两小球原来所带电的电性一定相反B.若F 1<F 2,则两小球原来所带电的电性一定相同C.若F 1=F 2,则两小球原来所带电的电性一定相同D.若F 1>F 2,则两小球原来所带电的电性一定相反3.大小相同的两个金属小球A 、B 带有等量电荷,相隔一定距离时,两球间的库仑引力大小为F ,现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,先后与A 、B 两个小球接触后再移开,这时A 、B 两球间的库仑力大小A.一定是F /8B.一定是F /4C.可能是3F /8D.可能是3F /44.半径为r 的两个带电金属小球,球心相距3r ,每个小球带电量都是+q ,设这两个小球间的静电力大小为F ,则下列式子中正确的是 A.229r kq F = B.229rkq F < C.229r kq F > D.2225rkq F =5.如图所示,两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A 、B .当A 、B 不带电时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A 、T B .使A 、B 带等量同种电荷时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A /、T B /.下列结论正确的是A.T A /=T A ,T B / >T BB.T A /=T A ,T B / <T BC.T A /<T A ,T B / >T BD.T A / >T A ,T B / <T B6.光滑绝缘水平面上,两个相同的小球带有等量同种电荷,用轻质绝缘弹簧相连.静止时弹簧伸长量为x 1;若使两小球的带电量都减半,再次静止时弹簧伸长量为x 2.下列结论正确的是A.x 2=x 1/2B.x 2=x 1/4C.x 2>x 1/4D.x 2<x 1/47.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F.由此可知()A. n=1B. n=4C. n=6D. n=10真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷,相隔一定距离,(距离远大于小球的直径)两球之间的库仑斥力大小为F,现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,先后与A、B两个小球接触后再移开,这时A、B两球之间的库仑力大小()A. 一定是F/8B. 一定是3F/8C. 可能是 F/8D. 可能是3F/48.关于库仑定律的公式F=k,下列说法中正确的是()A. 当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B. 当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C. 当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D. 当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了9.图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是()A.B. C. D.10两个相同的金属小球,带电量之比为1:3,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()A.5/3B. 2/3C.4/3D.1/311.如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线.已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是()A. Q1、Q2的电荷量之比为r2/r1B. Q1、Q2的电荷量之比为(r2/r1)2C.Q1、Q2的质量之比为r2/r1D. Q1、Q2的质量之比为(r2/r1)212.如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是()A. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中,加速度先减小后增大B. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中,其电势能先增大再减小C. O、B两点间的距离为D. 在点电荷甲形成的电场中,A、B两点间的电势差为U AB=13.如图所示,带正电的电荷固定于Q点,电子在静电力作用下沿顺时针方向做以Q点为焦点的椭圆运动,O为椭圆的中心,M、P、N为椭圆上的三点,M和N分别是轨道上离Q点最近和最远的点,则电子在运动的过程中()A. 在M点的速率最小B.在N点的电势能最小C. 在P点受的库仑力方向指向O点D. 椭圆上N点的电势最低14.两个带同种电荷的物体A、B在水平力F作用下平衡,如图所示,接触面均光滑,若增大F,使B缓慢向左移动一小段距离后,A、B仍平衡,在此过程中.则下列说法正确的是()A. A物体所受弹力变小 B. B物体所受弹力变大C. AB间的距离变小D. AB间的距离变大15.在光滑绝缘水平面上有A、B、C三个质量相等的带电小球,A球的电量为+Q,B、C两球的电量均为-q,现用垂直于BC的水平拉力F作用在A球上,使三个小球以相同的加速度加速运动,并且三球总在边长为L的等边三角形的顶点上.则下列关系中正确的是()A. Q=qB.Q=2qC.F=D.F=16.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q、B带电荷量-Q、C不带电,将A、B分别固定起来,然后让C球反复很多次与A、B球接触,最后移去C球,则A、B球间的库仑力变为原来的()A. 35/8倍B. 4/7倍C. 7/4倍D. 无法确定17.两个完全相同的绝缘金属小球分别带有正、负电荷,固定在一定的距离上,若把它们接触后再放回原处,则它们间库仑力的大小与原来相比将()A. 一定变小B. 一定变大C. 一定不变D. 以上情况均有可能18.如图所示,在M.N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN,下列说法正确的是()A. A、B两点电热相等B. A、B两点场强相同C. 将一正电荷从A点移到B点,电场力不做功D. 一正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能19.如图所示,一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点,在O点的正下方l处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B,两个带电小球都可视为点电荷.已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°,设丝线中拉力为T,小球所受库仑力为F,下列关系式正确的是()A. T=1/2mgB. T=mgC. F=mgD. F=mg20.图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷,则该电荷受到的电场力为()A.,方向由O指向CB.,方向由C指向OC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C21.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球A、B,左边放一个带正电的固定球+Q时,两悬线都保持竖直方向.下面说法中正确的是()A.A球带正电,B球带正电,并且A球带电荷量较大B. A球带负电,B球带正电,并且A球带电荷量较小C. A球带负电,B球带正电,并且A球带电荷量较大D. A球带正电,B球带负电,并且A球带电荷量较大22.如图所示,在光滑的水平绝缘桌面上固定一个带电小球A,在桌面的另一处放置一个带电小球B,现给小球B一个垂直于AB连线方向的速度v0,使其在光滑的水平绝缘桌面上运动,则()A. 若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动B. 若A、B为同种电荷,B球一定做加速度变大的曲线运动C. 若A、B为异种电荷,B球一定做加速度、速度都变小的曲线运D. 若A、B为异种电荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不变23.如图所示,竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A,在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的电荷量逐渐减少,在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉力大小()A. 变小B. 变大C. 不变D. 无法确定24.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,表面无大气.在一次实验中,宇航员将一带电-q(q<<Q)的粉尘置于离该星球表面h(h远大于星球半径)高处,该粉尘恰处于悬浮状态.宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处,无初速释放,则此带电粉尘将()A. 背向星球球心方向飞向太空B. 仍处于悬浮状态C. 沿星球自转的线速度方向飞向太空D. 向星球球心方向下落25.A、B两个小球带同种电荷,放在光滑的绝缘水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,它们相距为d,同时由静止释放,当它们距离为2d时,A的加速度为a,速度为v,则()A. 此时B的加速度为 B. 此时B的速度为 C. 此过程中电场力对B的冲量为2mvD. 此过程中电势能减少7.如图所示,一个半径为R 的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q 的电荷.另一个电荷量为+q 的点电荷固定在该球壳的球心O 处.现在从球壳最左端挖去一个半径为r (r <<R )的小圆孔,则此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何?8.如图所示,质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C 放置在光滑绝缘的水平直槽上,AB 间和BC 间的距离均为L .已知A 球带电量为Q A =8q ,B 球带电量为Q B =q ,若在C 球上施加一个水平向右的恒力F ,恰好能使A 、B 、C 三个小球保持相对静止,共同向右加速运动。
库仑定律专项练习题及答案
C.Q1、Q2的质量之比为r2/r1D.Q1、Q2的质量之比为(r2/r1)2
12.如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
9.图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是( )
A.
B. C. D.
10两个相同的金属小球,带电量之比为1:3,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( )
A.5/3B.2/3C.4/3D.1/3
11.如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线.已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( )
C.可能是3F/8 D.可能是3F/4
4.半径为r的两个带电金属小球,球心相距3r,每个小球带电量都是+q,设这两个小球间的静电力大小为F,则下列式子中正确的是
A. B.
C. D.
5.如图所示,两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A、B.当A、B不带电时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA、TB.使A、B带等量同种电荷时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA/、TB/.下列结论正确的是
A.若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动
伏安分析库仑分析习题及答案
伏安与极谱分析法习题一、选择题1.在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? (D)A 通N2除溶液中的溶解氧B 加入表面活性剂消除极谱极大C 恒温消除由于温度变化产生的影响D 在搅拌下进行减小浓差极化的影响2.迁移电流来源于(D)A 电极表面双电层的充电过程B 底液中的杂质的电极反应C 电极表面离子的扩散D 电解池中两电极间产生的库仑力3.对可逆电极反应, 下列哪种说法是正确的? (C)A、E1/2=(Ox/Red)B、E 1/2与条件电位完全相等C、Ox的阴极波的半波电位与Red的阳极波的半波电位相等D、阴极波和阳极波的半波电位不等4.在极谱分析中,常加入大量支持电解质,其作用是:D、A.增加导电能力B.调节总离子强度C.消除残余电流的影响D.消除迁移电流的影响5.极谱分析时在溶液中加入表面活性物质是为了消除下列哪种干扰电流? (A ) A 极谱极大电流 B 迁移电流C 残余电流D 残留氧的还原电流6.极谱扣除底电流后得到的电流包含(B)A残余电流B扩散电流C电容电流D迁移电流7.在电化学分析中溶液不能进行搅拌的方法是(C)A电解分析法B库仑分析法C极谱分析法D离子选择电极电位分析法8.在酸性底液中不能用于清除溶解氧的方法是( D)A通入氮气B通入氢气C加入Na2CO3D加入Na2SO39.在极谱分析方法中较好消除了充电电流的方法是(B)A 经典极谱法B 方波极谱法C 交流极谱法D 单扫描极谱法10.在极谱分析中与被分析物质浓度呈正比例的电流是(A)A极限扩散电流B迁移电流C残余电流D极限电流11.在任何溶液中都能除氧的物质是(A)A N2B CO2C Na2SO3D 还原铁粉12在极谱分析中, 通氮气除氧后, 需静置溶液半分钟, 其目的是(A)A 防止在溶液中产生对流传质B 有利于在电极表面建立扩散层C 使溶解的气体逸出溶液D 使汞滴周期恒定.二、填空题1.在极谱分析中滴汞电极称工作电极,又称极化电极,饱和甘汞电极称为参比电极,又称去极化电极。
(2021年整理)库仑定律练习题及答案解析
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第2节库仑定律练习题1.下列关于点电荷的说法,正确的是()A.点电荷一定是电量很小的电荷 B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷2.关于库仑定律的公式F=k错误!,下列说法中正确的是()A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B.当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C.当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用3.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R 增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的()A.1倍 B.3倍 C.6倍D.9倍 k b 1 。
c o m4。
如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的库仑力F库的表达式正确的是()A.F库=k错误!B.F库>k错误!C.F库〈k错误! D.无法确定5.如图1-2-10所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?6.如图1所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定()A.两球都带正电 B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等7.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A.保持不变 B.先增大后减小 C.增大D.减小8.两个质量分别为m1、m2的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图所示,则下列说法正确的是( )A.若m1〉m2,则θ1>θ2 B.若m1=m2,则θ1=θ2C.若m1〈m2,则θ1〉θ2 D.若q1=q2,则θ1=θ2xkb1。
库仑定律--习题(最新)
r1吗?电量为多少?
qq3 4qq 对q受力分析:F1 =k 2 , F3 =k 2 r1 r 使k qq3 4qq =k 2 ,解得:q3 =4q 2 r1 r
“两大夹小”
r
q3应放在A,B之间
如图:由平衡条件知:F1 F2,即: k qq3 4qq3 r k , 解得: r 1 r12 (r r1 )2 3
靠近电量小的
拓展: 问题:对 q3的电量和电性有要求吗?
在真空中有两个相 距r的点电荷A和B, 带电荷量分别为 q1=-q, q2=4q,若 A、B固定,在什么 位置放入第三个点 电荷q3,可使之处 于平衡状态?
A q B q3 r A q A B q3 r B 4q r F1 q3 F2 A q
-
-
4q
F
2
+
不可能 平衡 F1
q
-
+
q3
不可能 平衡
B 4q
-
-
+
-
-
4q
+
r1 =? q3应放在A,B外侧,靠近电量小的
如图:F1 =k 即使k qq3 4qq3 , F = k 2 r12 (r r1 )2
问题:对q3的电量和电性有要求吗?
例1、两电荷固定时: 在真空中有两个相距r的点电荷A和B,带电荷量 分别为q1=q, q2=4q,若A、B固定,在什么位置 放入第三个点电荷q3,可使之处于平衡状态?
只需要考虑第三个电荷的平衡
q3 A q3
假设q3为正电荷:
B 4q
+
+
q F2
+
F1
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库仑定律讲解及习题(含答案)
第1章静电场第02节 库仑定律[知能准备]1.点电荷:无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 .它是一个理想化的模型.2.库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的 成正比,跟它们的距离的 成反比,作用力的方向在它们的 .3.库仑定律的表达式:F = 221r q q k ; 其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量, k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例1半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22Lq k C .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确 解析:应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏离球心,在计算其静电力F 时,就不能用两球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L ,如图1—2—1(a )所示,图1—2—1 图1—2—2则F < 22Lq k ,故A 选项是对的,同理B 选项也是正确的. 3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向.4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.例2 如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4解析:根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量,因为F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能是F 2,故选项B 正确.例2 两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是A.q1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1=q 2, m 1= m 2图1—2—3解析:两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F 1.由平衡条件得:0sin 11221=-θF rq q k0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理,对m 2分析得:.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=,所以21θθtg tg =,所以21m m =. 可见,只要m 1= m 2,不管q 1、q 2如何,1θ都等于2θ.所以,正确答案是C.讨论:如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样?如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上) 因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何,两式中的221gr q kq 是相等的. 所以m 1> m 2时,1θ<2θ, m 1< m 2时,1θ>2θ.5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.例3 a 、b 两个点电荷,相距40cm ,电荷量分别为q 1和q 2,且q 1=9 q 2,都是正电荷;现引入点电荷c ,这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析:点电荷c 应为负电荷,否则三个正电荷相互排斥,永远不可能平衡.由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用,三个点电荷只有处在同一条直线上,且c 在a 、b 之间才有可能都平衡.设c 与a 相距x ,则c 、b 相距(0.4-x),如点电荷c 的电荷量为q 3,根据二力平衡原理可列平衡方程:a 平衡: =2214.0q q k 231x q q kb 平衡: .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡: 231x q q k =.)4.0(232x q q k - 显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可得有意义的解: x =30cm 所以 c 在a 、b 连线上,与a 相距30cm ,与b 相距10cm .q 3=12161169q q =,即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷,q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ,A 带电荷量7Q ,B 带电荷量﹣Q ,C 不带电.将A 、B 固定,然后让C 反复与A 、B 接触,最后移走C 球.问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析: C 球反复与A 、B 球接触,最后三个球带相同的电荷量,其电荷量为Q′=3)(7Q Q -+=2Q .A 、B 球间原先的相互作用力大小为F =./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′= 4F /7.所以 :A 、B 间的相互作用力变为原来的4/7.点评: 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时,通常不带电荷的正、负号,力的方向根据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”来判断.如图1—2—5所示.在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放,已知刚释放时Q A 的加速度为a ,经过一段时间后(两电荷未相遇),Q B 的加速度也为a ,且此时Q B 的速度大小为v ,问:(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能? 解析:题目虽未说明电荷的电性,但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律).两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大).对Q A 和Q B 构成的系统来说,库仑力是内力,系统水平方向动量是守恒的.(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1,则:F 1= m a .当Q B 的加速度为a 时,作用力大小为F 2,则:F 2=2 m a .此时Q A 的加速度a′=.222a mma m F == 方向与a 相同. 设此时Q A 的速度大小为v A ,根据动量守恒定律有:m v A =2 m v ,解得v A =2 v ,方向与v 相反.(2) 系统增加的动能 E k =kA E +kB E =221A mv +2221mv ⨯=3m 2v 6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.[同步检测]1.下列哪些带电体可视为点电荷A .电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C .带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D .带电的金属球一定不能视为点电荷2.对于库仑定律,下面说法正确的是A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F = 221rq q k ; B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D .当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d ,相互作用力大小为F ,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F ,则两点之间的距离应是A .4dB .2dC .d/2D .d/44.两个直径为d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d 时的作用力为( )A .F /100B .10000FC .100FD .以上结论都不对图13—1—55.两个带正电的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,它们的加速度之比将A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小6.两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ,球的半径比d 小得多,分别带q 和3q 的电荷量,相互作用的斥力为3F .现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为A .OB .FC .3FD .4F7.如图1—2—6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β, 由此可知A .B 球带电荷量较多B .B 球质量较大C .A 球带电荷量较多D .两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′ 8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q 1和q 2,用长均为L 的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为 . 9.两个形状完全相同的金属球A 和B ,分别带有电荷量q A =﹣7×108-C 和q B =3×108-C ,它们之间的吸引力为2×106-N .在绝缘条件下让它们相接触,然后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是 (填“排斥力”或“吸引力”),大小是 .(小球的大小可忽略不计)10.如图1—2—7所示,A 、B 是带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上,B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时,恰与A 等高,若B 的质量为303g ,则B 带电荷量是多少?(g 取l0 m /s 2)[综合评价] 1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F 2,则F 1和F 2的大小关系为:A .F 1=F 2 D .F 1> F 2 C .F 1< F 2 D .无法比较2.如图1—2—8所示,在A 点固定一个正点电荷,在B 点固定一负点电荷,当在C 点处放上第三个电荷q 时,电荷q 受的合力为F ,若将电荷q 向B 移近一些,则它所受合力将A .增大 D .减少 C .不变 D .增大、减小均有可能.图1—2— 6 图1—2—7图1—2—9图1—2—83.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q 2=﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.4.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么 ( )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.5.如图1—2—10所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 1和q 2,质量分别为m 1和m 2,当两球处于同一水平面时,α >β,则造成α >β的可能原因是:A .m 1>m 2B .m 1<m 2C q 1>q 2D .q 1>q 26.如图1—2—11所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同D .A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.7.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ,已知q A =+2.0×108-C ,q B =+8.0×108-C ,现引入电荷C ,电荷量Qc =+4.0×108-C ,则电荷C 置于离A cm ,离Bcm 处时,C 电荷即可平衡;若改变电荷C 的电荷量,仍置于上述位置,则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变),若改变C 的电性,仍置于上述位置,则C 的平衡 ,若引入C 后,电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡,则C 电荷电性应为 ,电荷量应为 C .8.如图1—2—12所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A 球带9Q 的正电荷,B 球带Q 的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a ,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为 .9.如图1—2—13所示,两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ,连接小球的绝缘细线长度都是l ,静电力常量为k ,重力加速度为g .则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—1310.如图1—2—14所示,一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置.固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ,B 球质量为m 、电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A 、B 两球间的距离.第二节 库仑定律知能准备答案:1.点电荷 2.乘积 平方 连线上同步检测答案:1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力,3.8×107-N 10.106-C综合评价答案:1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变,不变,负,8×910-8.16a/99.mg lq k +222mg 10.mg kQq 3 图1—2—14。
库仑定律讲解及习题(附含答案解析)
第1章静电场第02节 库仑定律[知能准备]1.点电荷:无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 .它是一个理想化的模型. 2.库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的 成正比,跟它们的距离的 成反比,作用力的方向在它们的 .3.库仑定律的表达式:F = 221rq q k ; 其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量,k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例1半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22Lq k C .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确 解析:应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏离球心,在计算其静电力F 时,就不能用两球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L ,如图1—2—1(a )所示,图1—2—1 图1—2—2则F < 22Lq k ,故A 选项是对的,同理B 选项也是正确的.3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向.4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.例2 如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4解析:根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量,因为F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能是F 2,故选项B 正确.例2 两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1=q 2, m 1= m 2图1—2—3解析:两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F 1.由平衡条件得:0sin 11221=-θF rq q k 0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理,对m 2分析得:.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=,所以21θθtg tg =,所以21m m =. 可见,只要m 1= m 2,不管q 1、q 2如何,1θ都等于2θ.所以,正确答案是C.讨论:如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样?如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上)因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何,两式中的221grq kq 是相等的.所以m 1> m 2时,1θ<2θ, m 1< m 2时,1θ>2θ.5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.例3 a 、b 两个点电荷,相距40cm ,电荷量分别为q 1和q 2,且q 1=9 q 2,都是正电荷;现引入点电荷c ,这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析:点电荷c 应为负电荷,否则三个正电荷相互排斥,永远不可能平衡.由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用,三个点电荷只有处在同一条直线上,且c 在a 、b 之间才有可能都平衡.设c 与a 相距x ,则c 、b 相距(0.4-x),如点电荷c 的电荷量为q 3,根据二力平衡原理可列平衡方程:a 平衡: =2214.0q q k 231x q q kb 平衡: .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡: 231x q q k =.)4.0(232x q q k - 显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可得有意义的解: x =30cm 所以 c 在a 、b 连线上,与a 相距30cm ,与b 相距10cm .q 3=12161169q q =,即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷,q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ,A 带电荷量7Q ,B 带电荷量﹣Q ,C 不带电.将A 、B 固定,然后让C 反复与A 、B 接触,最后移走C 球.问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析: C 球反复与A 、B 球接触,最后三个球带相同的电荷量,其电荷量为Q′=3)(7Q Q -+=2Q .A 、B 球间原先的相互作用力大小为F =./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′= 4F /7.所以 :A 、B 间的相互作用力变为原来的4/7.点评: 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时,通常不带电荷的正、负号,力的方向根据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”来判断.如图1—2—5所示.在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放,已知刚释放时Q A 的加速度为a ,经过一段时间后(两电荷未相遇),Q B 的加速度也为a ,且此时Q B 的速度大小为v ,问:(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能? 解析:题目虽未说明电荷的电性,但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律).两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大).对Q A 和Q B 构成的系统来说,库仑力是内力,系统水平方向动量是守恒的.(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1,则:F 1= m a .当Q B 的加速度为a 时,作用力大小为F 2,则:F 2=2 m a .此时Q A 的加速度a′=.222a mma m F == 方向与a 相同. 设此时Q A 的速度大小为v A ,根据动量守恒定律有:m v A =2 m v ,解得v A =2 v ,方向与v 相反.(2) 系统增加的动能 E k =kA E +kB E =221A mv +2221mv ⨯=3m 2v 6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.[同步检测]1.下列哪些带电体可视为点电荷A .电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C .带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D .带电的金属球一定不能视为点电荷2.对于库仑定律,下面说法正确的是A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F = 221r q q k ; B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D .当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d ,相互作用力大小为F ,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F ,则两点之间的距离应是A .4dB .2dC .d/2D .d/44.两个直径为d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d时图13—1—5的作用力为( )A.F/100 B.10000F C.100F D.以上结论都不对5.两个带正电的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,它们的加速度之比将A.保持不变B.先增大后减小C.增大D.减小6.两个放在绝缘架上的相同金属球相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷量,相互作用的斥力为3F.现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为A.O B.F C.3F D.4F7.如图1—2—6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β,由此可知A.B球带电荷量较多B.B球质量较大C.A球带电荷量较多D.两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q1和q2,用长均为L的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为.9.两个形状完全相同的金属球A和B,分别带有电荷量qA =﹣7×108-C和qB=3×108-C,它们之间的吸引力为2×106-N.在绝缘条件下让它们相接触,然后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是(填“排斥力”或“吸引力”),大小是.(小球的大小可忽略不计)10.如图1—2—7所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时,恰与A等高,若B的质量为303g,则B带电荷量是多少?(g取l0 m/s2)[综合评价]1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F2,则F1和F2的大小关系为:A.F1=F2D.F1> F2C.F1< F2D.无法比较2.如图1—2—8所示,在A点固定一个正点电荷,在B点固定一负点电荷,当在C点处放上第三个电荷q时,电荷q受的合力为F,若将电荷q向B移近一些,则它所受合力将A.增大D.减少C.不变D.增大、减小均有可能.图1—2—6图1—2—7图1—2—9图1—2—83.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q 2=﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.4.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.5.如图1—2—10所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 1和q 2,质量分别为m 1和m 2,当两球处于同一水平面时,α >β,则造成α >β的可能原因是:A .m 1>m 2B .m 1<m 2C q 1>q 2D .q 1>q 26.如图1—2—11所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同D .A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.7.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ,已知q A =+2.0×108-C ,q B =+8.0×108-C ,现引入电荷C ,电荷量Qc =+4.0×108-C ,则电荷C 置于离A cm ,离Bcm 处时,C 电荷即可平衡;若改变电荷C 的电荷量,仍置于上述位置,则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变),若改变C 的电性,仍置于上述位置,则C 的平衡 ,若引入C 后,电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡,则C 电荷电性应为 ,电荷量应为 C .8.如图1—2—12所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A 球带9Q 的正电荷,B 球带Q 的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a ,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为 .9.如图1—2—13所示,两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ,连接小球的绝缘细线长度都是l ,静电力常量为k ,重力加速度为g .则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—1310.如图1—2—14所示,一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置.固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ,B 球质量为m 、电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A 、B 两球间的距离.第二节 库仑定律知能准备答案:1.点电荷 2.乘积 平方 连线上 同步检测答案:1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力,3.8×107-N 10.106-C综合评价答案:1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变,不变,负,8×910-8.16a/99.mg l q k +222mg 10.mgkQq 3 图1—2—14。
库仑分析法习题解答
则: 1: 2 = x : (0.0197 ×26.30)
x = 2.59 ×10-4mol W% = 159.69 ×2.59 ×10-4 × 100/0.854 = 4.84%
10.上述试液若改为以恒电流进行电解氧化,能否根据在反应时 所消耗的电量来进行测定?为什么? 解:不行,难以维持电流效率为100%(原因参见教材第189页)
故: m = it ×MCu/(2 ×96487) = 2.322mg
8. 10.00mL浓度越为0.01mol.L-1的 HCl溶液,以电解产生的OH滴定此溶液,用pH计指示滴定时pH的变化,当到达终点时,通过 电流的时间为6.90min,滴定时电流强度为20mA,计算此HCl溶液 的浓度. 解:根据题意: m/M = 20 ×10-3 ×6.90 ×60/96487 = 8.58 ×10-5mol 故: CHCl = 8.58 ×10-3mol.L-1
QM m 96487 n
5. 在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中,是如何测定电 量的? 解:在控制电位库仑分析法中,是用精密库仑计来测定电量的.
在恒电流库仑滴定中,由于电流是恒定的,因而通过精确测定 电解进行的时间及电流强度,即可计算出电量.
6.在库仑滴定中,1mA.s-1相当于下列物质多少克? (1)OH-, (2) Sb(III到V价), (3) Cu(II到0价), (4)As2O3(III到V价). 解:根据法拉第电解定律, m itM
2. 库仑分析法的基本依据是什么?为什么说电流效率是库 仑分析发关键问题?在库仑分析中用什么方法保证电流效 率达到100%?
解:根据法拉第电解定律,在电极上发生反应的物质的质 量与通过该体系的电量成正比,因此可以通过测量电解时 通过的电量来计算反应物质的质量,这即为库仑分析法的 基本原理。 由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之 间的定量关系来计算反应物质的质量的,因此必须保证电 流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。 可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保 证电流效率达到100%。
电解和库仑分析法习题答案
作用是 产生滴定剂 。两根大小相同的铂丝电极称为指示电极, 加上小电压 后, 它们的区别是一个阴极,一个阳极。
2878 微库仑分析法与库仑滴定法相似, 也是利用 电生 滴定剂来滴定被测物
质, 不同ห้องสมุดไป่ตู้处是微库仑分析输入电流 不恒定, 而是随 被测物质量 自动调 节, 这种分析 过程的特点又使它被称为 动态 库仑分析。
1932 库仑分析与一般滴定分析相比 ( ) (1)需要标准物进行滴定剂的校准;(2)很难使用不稳定的滴定剂 (3)测量精度相近;(4)不需要制备标准溶液,不稳定试剂可以就地产生
1938 库仑滴定不宜用于 ( ) (1)常量分析;(2)半微量分析;(3)微量分析 ;(4)痕量分析
1940 高沸点有机溶剂中微量水分的测定,最适采用的方法是 ( ) (1)(直接)电位法;(2)电位滴定法 (3) 电导分析法; (4)库仑分析法
电解和库仑分析法习题答案
来源:仪器分析II 制作: 刘田宇
本人保留对于答案的解释权,但不是最终解释权……
2042 随着电解的进行,阴极电位将不断变 _小/负__ ,阳极电位将不断变 _大/正__ ,要使电流保持恒定值,必须 _不断增大__ 外加电压。
2854 控制阴极电位电解的电流--时间曲线按__指数函数__衰减, 电解完成时电流____趋近于零_____。
1941某有机物加热分解产生极不稳定的Cl2,Br2等物质,最宜采用测 定其量的方法是 ( 3 )
(1)(直接)电位法;(2)电位滴定法 (3)微库仑分析; (4)电导分析法
2853 用于库仑滴定指示终点的方法有 化学指示剂法、电位法、光度法、永 停终点法;。其中永停终点法_的灵敏度最高。
库仑定律经典习题含详解
库仑定律经典习题训练一、单选题1.下列关于点电荷的描述,正确的是( )A .点电荷是球形的带电体B .点电荷是质量很小的带电体C .点电荷是理想模型D .点电荷是带电量很小的带电体2.许多科学家在物理学的发展过程中作出了重要贡献,下列叙述中符合物理学史实的是( )A .牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量G 的大小B .伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时,使用的是实验归纳法C .库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律D .哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律3.两带电金属小球带电量分别为q 1、q 2,带上同种电荷,相距r ,二者间的库仑力的大小是F ,静电力常量为k ,则下列说法正确的是( )A .122kq q F r =B .122kq q F r >C .122kq q F r <D .无法确定 4.两个分别带有电荷量-2Q 和+6Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F 。
两小球相互接触后将其固定距离变为2r ,则两球间库仑力的大小为( )A .112FB .34FC .43FD .12F 5.真空中两个静止的点电荷间的相互作用力为F ,先把它们的电荷量和距离均增加为原来2倍,则它们间的作用力变为( )A .4FB .2FC .FD .8F 6.在物理学发展历史中,许多物理学家做出了卓越贡献。
下列关于物理学家所做科学贡献的叙述中,正确的是( )A .法拉第通过实验研究,发现了电场线的存在B .库仑通过油滴实验测得元电荷e 的数值C .开普勒定律是在对第谷行星观测记录研究的基础上提出的D .牛顿利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G 值7.库仑定律表达式122q q F k r =和万有引力定律表达式122m m F G r =十分相似,关于库仑力和万有引力,下列说法中不正确的是( )A.两种力都是吸引力B.两种力的方向都在两物体的连线上C.两种力的大小都与距离的平方成反比D.两种力的产生都不需要两物体直接接触8.真空中有两个完全相同的均匀带电金属小球(可视为点电荷),带电量分别为-Q和+3Q,将它们放在相距为r的两点,它们之间库仑力的大小为F;若将它们接触一下,再放回原来的位置,它们之间库仑力的大小是()A.19F B.13F C.F D.3F9.真空中两个点电荷之间的距离为r,所带电荷量均为q,它们之间静电力的大小为F。
库仑定律专项练习题及答案
习题24 库仑定律1.如下图,两个带电小球A 、B 别离用细丝线悬吊在同一点O ,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角别离为α、β (α>β),关于两小球的质量m 1 、m 2和带电量q 1 、A.必然有m 1<m 2, q 1<q 2 B.可能有m 1<m 2, q 1>q 2C.可能有m 1=m 2, q 1=q 2D.可能有m 1>m 2, q 1=q 22.两个大小相同的小球带有不等量的电荷,它们相隔某一距离时,彼此作用的库仑力大小为F 1.现将两小球接触后又放回到原位置,它们之间彼此作用的库仑力大小为F 2.以下说法中正确的选项是A.假设F 1<F 2,那么两小球原先所带电的电性必然相反B.假设F 1<F 2,那么两小球原先所带电的电性必然相同C.假设F 1=F 2,那么两小球原先所带电的电性必然相同D.假设F 1>F 2,那么两小球原先所带电的电性必然相反3.大小相同的两个金属小球A 、B 带有等量电荷,相隔必然距离时,两球间的库仑引力大小为F ,此刻用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,前后与A 、B 两个小球接触后再移开,这时A 、B 两球间的库仑力大小A.必然是F /8B.必然是F /4C.可能是3F /8D.可能是3F /44.半径为r 的两个带电金属小球,球心相距3r ,每一个小球带电量都是+q ,设这两个小球间的静电力大小为F ,那么以下式子中正确的选项是A.229r kq F =B.229rkq F < C.229r kq F > D.2225rkq F =5.如下图,两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A 、B .当A 、B 不带电时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小别离为T A 、T B .使A 、B 带等量同种电荷时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小别离为T A /、T B /.以下结论正确的选项是A.T A /=T A ,T B / >T BB.T A /=T A ,T B / <T BC.T A /<T A ,T B / >T BD.T A / >T A ,T B / <T B6.滑腻绝缘水平面上,两个相同的小球带有等量同种电荷,用轻质绝缘弹簧相连.静止时弹簧伸长量为x 1;假设使两小球的带电量都减半,再次静止时弹簧伸长量为x 2.以下结论正确的选项是A.x 2=x 1/2B.x 2=x 1/4C.x 2>x 1/4D.x 2<x 1/47.三个相同的金属小球一、二、3别离置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q ,球2的带电量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,现在球一、2之间作使劲的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,现在一、2之间作使劲的大小仍为F .由此可知( )A. n=1B. n=4C. n=6D. n=10真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷,相隔必然距离,(距离远大于小球的直径)两球之间的库仑斥力大小为F,此刻用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,前后与A、B两个小球接触后再移开,这时A、B两球之间的库仑力大小()A. 必然是F/8B. 必然是3F/8C. 可能是 F/8D. 可能是3F/48.关于库仑定律的公式F=k,以下说法中正确的选项是()A. 当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B. 当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C. 当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D. 当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了9.图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类和位置已在图中标出.A球能维持静止的是()A.B. C. D.10两个相同的金属小球,带电量之比为1:3,相距为r,二者彼此接触后在放回原先的位置上,那么它们间的库仑力可能为原先的()A.5/3B. 2/3C.4/3D.1/311.如下图,在滑腻绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动进程中三个点电荷始终共线.已知Q1、Q2别离与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,以下说法正确的选项是()A. Q1、Q2的电荷量之比为r2/r1B. Q1、Q2的电荷量之比为(r2/r1)2C.Q1、Q2的质量之比为r2/r1D. Q1、Q2的质量之比为(r2/r1)212.如下图,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动进程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,那么以下说法正确的选项是()A. 点电荷乙从A点向甲运动的进程中,加速度先减小后增大B. 点电荷乙从A点向甲运动的进程中,其电势能先增大再减小C. O、B两点间的距离为D. 在点电荷甲形成的电场中,A、B两点间的电势差为U AB=13.如下图,带正电的电荷固定于Q点,电子在静电力作用下沿顺时针方向做以Q点为核心的椭圆运动,O为椭圆的中心,M、P、N为椭圆上的三点,M和N别离是轨道上离Q点最近和最远的点,那么电子在运动的进程中()A. 在M点的速度最小B.在N点的电势能最小C. 在P点受的库仑力方向指向O点D. 椭圆上N点的电势最低14.两个带同种电荷的物体A、B在水平力F作用下平稳,如下图,接触面均滑腻,假设增大F,使B缓慢向左移动一小段距离后,A、B仍平稳,在此进程中.那么以下说法正确的选项是()A. A物体所受弹力变小B. B物体所受弹力变大C. AB间的距离变小D. AB间的距离变大15.在滑腻绝缘水平面上有A、B、C三个质量相等的带电小球,A球的电量为+Q,B、C两球的电量均为-q,现用垂直于BC的水平拉力F作用在A球上,使三个小球以相同的加速度加速运动,而且三球总在边长为L的等边三角形的极点上.那么以下关系中正确的选项是()A. Q=qB.Q=2qC.F=D.F=16.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q、B带电荷量-Q、C不带电,将A、B别离固定起来,然后让C球反复很多次与A、B球接触,最后移去C球,那么A、B球间的库仑力变成原先的()A. 35/8倍B. 4/7倍C. 7/4倍D. 无法确信17.两个完全相同的绝缘金属小球别离带有正、负电荷,固定在必然的距离上,假设把它们接触后再放回原处,那么它们间库仑力的大小与原先相较将()A. 必然变小B. 必然变大C. 必然不变D. 以上情形均有可能18.如下图,在M.N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN,以下说法正确的选项是()A. A、B两点电热相等B. A、B两点场强相同C. 将一正电荷从A点移到B点,电场力不做功D. 一正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能19.如下图,一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点,在O点的正下方l 处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B,两个带电小球都可视为点电荷.已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°,设丝线中拉力为T,小球所受库仑力为F,以下关系式正确的选项是()A. T=1/2mg B. T=mg C. F=mg D. F=mg20.图中边长为a的正三角形ABC的三个极点别离固定三个点电荷+q、+q、-q,在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷,那么该电荷受到的电场力为()A.,方向由O指向CB.,方向由C指向OC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C21.如下图,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球A、B,左侧放一个带正电的固定球+Q时,两悬线都维持竖直方向.下面说法中正确的选项是()A.A球带正电,B球带正电,而且A球带电荷量较大B. A球带负电,B球带正电,而且A球带电荷量较小C. A球带负电,B球带正电,而且A球带电荷量较大D. A球带正电,B球带负电,而且A球带电荷量较大22.如下图,在滑腻的水平绝缘桌面上固定一个带电小球A,在桌面的另一处放置一个带电小球B,现给小球B 一个垂直于AB连线方向的速度v0,使其在滑腻的水平绝缘桌面上运动,那么()A. 假设A、B为同种电荷,B球必然做速度变大的曲线运动B. 假设A、B为同种电荷,B球必然做加速度变大的曲线运动C. 假设A、B为异种电荷,B球必然做加速度、速度都变小的曲线运D. 假设A、B为异种电荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不变23.如下图,竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A,在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而彼此排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的电荷量慢慢减少,在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉力大小()A. 变小B. 变大C. 不变D. 无法确信24.宇航员在探测某星球时,发觉该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,表面无大气.在一次实验中,宇航员将一带电-q(q<<Q)的粉尘置于离该星球表面h(h远大于星球半径)高处,该粉尘恰处于悬浮状态.宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处,无初速释放,那么此带电粉尘将()A. 背向星球球心方向飞向太空B. 仍处于悬浮状态C. 沿星球自转的线速度方向飞向太空D. 向星球球心方向下落25.A、B两个小球带同种电荷,放在滑腻的绝缘水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,它们相距为d,同时由静止释放,当它们距离为2d时,A的加速度为a,速度为v,那么()A. 现在B的加速度为B. 现在B的速度为C. 此进程中电场力对B的冲量为2mvD. 此进程中电势能减少7.如下图,一个半径为R 的绝缘球壳上均匀散布有总电荷量为+Q 的电荷.另一个电荷量为+q 的点电荷固定在该球壳的球心O 处.此刻从球壳最左端挖去一个半径为r (r <<R )的小圆孔,那么现在位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何?8.如下图,质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C 放置在滑腻绝缘的水平直槽上,AB 间和BC 间的距离均为L .已知A 球带电量为Q A =8q ,B 球带电量为Q B =q ,假设在C 球上施加一个水平向右的恒力F ,恰好能使A 、B 、C 三个小球维持相对静止,一起向右加速运动。
仪器分析之库仑分析法试题及答案 2
库仑分析法一、填空题1. 在测定S2O32—浓度的库仑滴定中, 滴定剂是_________,实验中将_________ 极在套管中保护起来, 其原因是____________________________,在套管中应加足_______________溶液, 其作用是_______________________。
2。
用于库仑滴定指示终点的方法有______________, , 。
其中, ____________方法的灵敏度最高。
3。
在库仑分析中, 为了达到电流的效率为100%,在恒电位方法中采用_______________,在恒电流方法中采用________________。
4. 库仑分析中为保证电流效率达到100%,克服溶剂的电解是其中之一,在水溶液中, 工作电极为阴极时, 应避免_____________,为阳极时, 则应防止______________。
5。
在库仑分析中,为了达到电流的效率为100%, 在恒电位方法中采用_______________,在恒电流方法中采用________________。
6。
库仑分析也是电解, 但它与普通电解不同,测量的是电解过程中消耗的_________________因此, 它要求____________________为先决条件. 7。
法拉第电解定律是库仑分析法的理论基础,它表明物质在电极上析出的质量与通过电解池的电量之间的关系,其数学表达式为_____________ 。
8. 恒电流库仑分析,滴定剂由_______________________,与被测物质发生反应,终点由________________来确定, 故它又称为___________________________。
二、选择题1.由库仑法生成的Br2来滴定Tl+, Tl++ Br2─→ Tl+ 2Br-到达终点时测得电流为10。
00mA,时间为102.0s,溶液中生成的铊的质量是多少克? [A r(Tl) = 204.4]( )A 7.203×10-4B 1.080×10-3 C 2。
库仑定律(第二节)习题
04
习题答案与解析
基础题答案与解析
题目
两个点电荷,电荷量分别为$Q$和$q$,相距 为$r$,则它们之间的库仑力为多少?
01
解析
根据库仑定律,两个点电荷之间的库 仑力与它们的电荷量的乘积成正比, 与它们之间的距离的二次方成反比。
03
答案
两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量的 乘积成正比。
05
02
答案解析:对于多个点电荷共同作用 下某点的电场强度,我们需要分别计 算每个点电荷在该点产生的电场强度 ,然后利用矢量合成法则将它们合成 。首先,我们需要计算每个点电荷在 该点产生的电场强度,然后利用矢量 合成法则将它们合成。如果合成的结 果不为零,则说明该点存在电场强度 ;如果合成的结果为零,则说明该点 不存在电场强度。
在电场中某一点的电场强度是否为零 ,取决于该点周围是否存在电荷。如 果该点周围存在电荷,则该点的电场 强度不为零;如果该点周围没有电荷 ,则该点的电场强度为零。因此,我 们可以通过判断该点周围是否存在电 荷来判断该点的电场强度是否为零。
高档题解析
总结词:掌握利用库仑定律解决复杂 问题的方法
题目示例:计算多个点电荷共同作用 下某点的电场强度
答案解析
对于两个带电球体,我们需要使用高斯定理来计算它们之间的电场分布,然后根据电场分布计算它们之 间的作用力。首先,我们需要计算球体表面的电荷分布,然后利用高斯定理求出电场分布,最后根据库 仑定律计算作用力。
中档题解析
总结词
题目示例
答案解析
理解库仑定律在电场中的表现形式
判断电场中某点的电场强度是否为零
高档题答案与解析
• 题目:一个带电小球在匀强磁场中做匀速圆周运动时受到的洛 伦兹力充当向心力,若将磁感应强度增大一倍,则小球做匀速 圆周运动的周期为多少?
库仑定律专项练习题及答案
习题24 库仑定律1.如图所示,两个带电小球A 、B 分别用细丝线悬吊在同一点O ,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角分别为α、β (α>β),关于两小球的质量m 1 、m 2和带电量q 1 、q 2,下列说法中正确的是 A.一定有m 1<m 2, q 1<q 2 B.可能有m 1<m 2, q 1>q 2 C.可能有m 1=m 2, q 1=q 2 D.可能有m 1>m 2, q 1=q 22.两个大小相同的小球带有不等量的电荷,它们相隔某一距离时,相互作用的库仑力大小为F 1.现将两小球接触后又放回到原位置,它们之间相互作用的库仑力大小为F 2.下列说法中正确的是A.若F 1<F 2,则两小球原来所带电的电性一定相反B.若F 1<F 2,则两小球原来所带电的电性一定相同C.若F 1=F 2,则两小球原来所带电的电性一定相同D.若F 1>F 2,则两小球原来所带电的电性一定相反3.大小相同的两个金属小球A 、B 带有等量电荷,相隔一定距离时,两球间的库仑引力大小为F ,现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,先后与A 、B 两个小球接触后再移开,这时A 、B 两球间的库仑力大小A.一定是F /8B.一定是F /4C.可能是3F /8D.可能是3F /44.半径为r 的两个带电金属小球,球心相距3r ,每个小球带电量都是+q ,设这两个小球间的静电力大小为F ,则下列式子中正确的是 A.229r kq F = B.229rkq F < C.229r kq F > D.2225rkq F =5.如图所示,两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A 、B .当A 、B 不带电时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A 、T B .使A 、B 带等量同种电荷时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A /、T B /.下列结论正确的是A.T A /=T A ,T B / >T BB.T A /=T A ,T B / <T BC.T A /<T A ,T B / >T BD.T A / >T A ,T B / <T B6.光滑绝缘水平面上,两个相同的小球带有等量同种电荷,用轻质绝缘弹簧相连.静止时弹簧伸长量为x 1;若使两小球的带电量都减半,再次静止时弹簧伸长量为x 2.下列结论正确的是A.x 2=x 1/2B.x 2=x 1/4C.x 2>x 1/4D.x 2<x 1/47.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F.由此可知()A. n=1B. n=4C. n=6D. n=10真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷,相隔一定距离,(距离远大于小球的直径)两球之间的库仑斥力大小为F,现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球,先后与A、B两个小球接触后再移开,这时A、B两球之间的库仑力大小()A. 一定是F/8B. 一定是3F/8C. 可能是 F/8D. 可能是3F/48.关于库仑定律的公式F=k,下列说法中正确的是()A. 当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B. 当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C. 当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D. 当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了9.图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是()A.B. C. D.10两个相同的金属小球,带电量之比为1:3,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()A.5/3B. 2/3C.4/3D.1/311.如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线.已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是()A. Q1、Q2的电荷量之比为r2/r1B. Q1、Q2的电荷量之比为(r2/r1)2C.Q1、Q2的质量之比为r2/r1D. Q1、Q2的质量之比为(r2/r1)212.如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是()A. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中,加速度先减小后增大B. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中,其电势能先增大再减小C. O、B两点间的距离为D. 在点电荷甲形成的电场中,A、B两点间的电势差为U AB=13.如图所示,带正电的电荷固定于Q点,电子在静电力作用下沿顺时针方向做以Q点为焦点的椭圆运动,O为椭圆的中心,M、P、N为椭圆上的三点,M和N分别是轨道上离Q点最近和最远的点,则电子在运动的过程中()A. 在M点的速率最小B.在N点的电势能最小C. 在P点受的库仑力方向指向O点D. 椭圆上N点的电势最低14.两个带同种电荷的物体A、B在水平力F作用下平衡,如图所示,接触面均光滑,若增大F,使B缓慢向左移动一小段距离后,A、B仍平衡,在此过程中.则下列说法正确的是()A. A物体所受弹力变小 B. B物体所受弹力变大C. AB间的距离变小D. AB间的距离变大15.在光滑绝缘水平面上有A、B、C三个质量相等的带电小球,A球的电量为+Q,B、C两球的电量均为-q,现用垂直于BC的水平拉力F作用在A球上,使三个小球以相同的加速度加速运动,并且三球总在边长为L的等边三角形的顶点上.则下列关系中正确的是()A. Q=qB.Q=2qC.F=D.F=16.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+7Q、B带电荷量-Q、C不带电,将A、B分别固定起来,然后让C球反复很多次与A、B球接触,最后移去C球,则A、B球间的库仑力变为原来的()A. 35/8倍B. 4/7倍C. 7/4倍D. 无法确定17.两个完全相同的绝缘金属小球分别带有正、负电荷,固定在一定的距离上,若把它们接触后再放回原处,则它们间库仑力的大小与原来相比将()A. 一定变小B. 一定变大C. 一定不变D. 以上情况均有可能18.如图所示,在M.N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN,下列说法正确的是()A. A、B两点电热相等B. A、B两点场强相同C. 将一正电荷从A点移到B点,电场力不做功D. 一正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能19.如图所示,一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点,在O点的正下方l处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B,两个带电小球都可视为点电荷.已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°,设丝线中拉力为T,小球所受库仑力为F,下列关系式正确的是()A. T=1/2mgB. T=mgC. F=mgD. F=mg20.图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷,则该电荷受到的电场力为()A.,方向由O指向CB.,方向由C指向OC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C21.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球A、B,左边放一个带正电的固定球+Q时,两悬线都保持竖直方向.下面说法中正确的是()A.A球带正电,B球带正电,并且A球带电荷量较大B. A球带负电,B球带正电,并且A球带电荷量较小C. A球带负电,B球带正电,并且A球带电荷量较大D. A球带正电,B球带负电,并且A球带电荷量较大22.如图所示,在光滑的水平绝缘桌面上固定一个带电小球A,在桌面的另一处放置一个带电小球B,现给小球B一个垂直于AB连线方向的速度v0,使其在光滑的水平绝缘桌面上运动,则()A. 若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动B. 若A、B为同种电荷,B球一定做加速度变大的曲线运动C. 若A、B为异种电荷,B球一定做加速度、速度都变小的曲线运D. 若A、B为异种电荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不变23.如图所示,竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A,在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的电荷量逐渐减少,在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉力大小()A. 变小B. 变大C. 不变D. 无法确定24.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,表面无大气.在一次实验中,宇航员将一带电-q(q<<Q)的粉尘置于离该星球表面h(h远大于星球半径)高处,该粉尘恰处于悬浮状态.宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处,无初速释放,则此带电粉尘将()A. 背向星球球心方向飞向太空B. 仍处于悬浮状态C. 沿星球自转的线速度方向飞向太空D. 向星球球心方向下落25.A、B两个小球带同种电荷,放在光滑的绝缘水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,它们相距为d,同时由静止释放,当它们距离为2d时,A的加速度为a,速度为v,则()A. 此时B的加速度为 B. 此时B的速度为 C. 此过程中电场力对B的冲量为2mvD. 此过程中电势能减少7.如图所示,一个半径为R 的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q 的电荷.另一个电荷量为+q 的点电荷固定在该球壳的球心O 处.现在从球壳最左端挖去一个半径为r (r <<R )的小圆孔,则此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何?8.如图所示,质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C 放置在光滑绝缘的水平直槽上,AB 间和BC 间的距离均为L .已知A 球带电量为Q A =8q ,B 球带电量为Q B =q ,若在C 球上施加一个水平向右的恒力F ,恰好能使A 、B 、C 三个小球保持相对静止,共同向右加速运动。
极谱与库仑分析法习题(1)
极谱与库仑分析法习题班级姓名学号一.选择题:1. 极谱波形成的根本原因为( ) (1) 滴汞表面的不断更新;(2) 溶液中的被测物质向电极表面扩散;(3) 电化学极化的存在;(4) 电极表面附近产生浓差极化。
2.极谱波出现平台是由于( ) (1)电化学极化使电流上不去;(2)浓差极化使电流受扩散控制;(3)离子还原后, 电极周围的电场发生了变化;(4)汞滴落下, 将电荷带走了。
3. 直流极谱法中将滴汞电极和饱和甘汞电极浸入试液中组成电解电池,两个电极的性质应为:( ) (1) 两个电极都是极化电极;(2) 两个电极都是去极化电极;(3) 滴汞电极是极化电极,饱和甘汞电极是去极化电极;(4) 滴汞电极是去极化电极,饱和甘汞电极是极化电极。
4. 在极谱分析中,在底液中加入配合剂后,金属离子则以配合物形式存在,随着配合剂浓度增加,半波电位变化的方式为:( ) (1) 向更正的方向移动;(2) 向更负的方向移动;(3) 不改变;(4) 决定于配合剂的性质,可能向正,可能向负移动。
5.极谱催化波的形成过程如下:其产生机理是:( )O + n e-→R (电极反应)↑_________↓R + Z =O (化学反应)(1) O 催化Z 的还原;(2) O 催化R 的氧化;(3) Z 催化O 的还原;(4) Z 催化R 的氧化。
6.在极谱分析中与极限扩散电流呈正比关系的是:( ) (1) 汞柱高度平方;(2) 汞柱高度平方根;(3) 汞柱高度的一半;(4) 汞柱高度。
7.在极谱分析中常用汞电极为指示电极, 但氢离子不干扰分析测定, 是利用了( ) (1) 在汞上氢有很大的超电位;(2) 在汞上氢没有超电位;(3) 氢离子难以得到电子;(4) 氢的还原电位较其它金属大。
8.在单扫描极谱图上, 某二价离子的还原波的峰电位为-0.89V, 它的半波电位应是( ) (1) -0.86V;(2) -0.88V;(3) -0.90V;(4) -0.92V9. 阳极溶出伏安法的预电解过程是()(1)恒电位电解;(2)恒电流电解;(3)控制时间电解;(4)控制电流和时间。
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9.以适当方法将 以适当方法将0.854g铁矿试样溶解并使之转化为 2+后,将此 铁矿试样溶解并使之转化为Fe 以适当方法将 铁矿试样溶解并使之转化为 将此 试液在-1.0V(vs.SCE)处,在铂阳极上定量地氧化为 3+,完成次 在铂阳极上定量地氧化为Fe 完成次 试液在 处 在铂阳极上定量地氧化为 氧化反应所需的电量以碘库仑计测定,此时析出的游离碘以 氧化反应所需的电量以碘库仑计测定 此时析出的游离碘以 0.0197 mol.L-1Na2S2O3标准溶液滴定时消耗 标准溶液滴定时消耗26.30mL. 计算试 样中Fe2O3的质量分数. 样中 的质量分数 解: 1mol Fe2+ ~ 1mol e ~ 1/2mol I2 ~1mol S2O321mol Fe2O3 ~ 2mol Fe ~ 2mol S2O32设试样中FeO3的摩尔数为 的摩尔数为x, 设试样中 的摩尔数为 则: 1: 2 = x : (0.0197 ×26.30) x = 2.59 ×10-4mol W% = 159.69 ×2.59 ×10-4 × 100/0.854 = 4.84%
第六章 库仑分析法习题解答 1.以电解法分析金属离子时 为什么要控制阴极的电位 以电解法分析金属离子时,为什么要控制阴极的电位 以电解法分析金属离子时 为什么要控制阴极的电位? 由于各种金属离子具有不同的分解电位, 解:由于各种金属离子具有不同的分解电位,在电解分析时, 由于各种金属离子具有不同的分解电位 在电解分析时, 金属离子又大部分在阴极上析出, 金属离子又大部分在阴极上析出,因此需要控制阴极的电 位,以便不同金属离子分别在不同的电位析出,从而实现 以便不同金属离子分别在不同的电位析出, 分离的目的。 分离的目的。
2. 库仑分析法的基本依据是什么?为什么说电流效率是库 库仑分析法的基本依据是什么? 仑分析发关键问题? 仑分析发关键问题?在库仑分析中用什么方法保证电流效 率达到100%? 率达到 ? 解:根据法拉第电解定律,在电极上发生反应的物质的质 根据法拉第电解定律, 量与通过该体系的电量成正比, 量与通过该体系的电量成正比,因此可以通过测量电解时 通过的电量来计算反应物质的质量, 通过的电量来计算反应物质的质量,这即为库仑分析法的 基本原理。 基本原理。 由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之 间的定量关系来计算反应物质的质量的, 间的定量关系来计算反应物质的质量的,因此必须保证电 流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。 地用于反应物的单纯电极反应。 流效率 地用于反应物的单纯电极反应 可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保 证电流效率达到100%。 证电流效率达到 。
QM m= 96487n
5. 在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中 是如何测定电 在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中,是如何测定电 量的? 量的 在控制电位库仑分析法中,是用精密库仑计来测定电量的 解:在控制电位库仑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ析法中 是用精密库仑计来测定电量的 在控制电位库仑分析法中 是用精密库仑计来测定电量的. 在恒电流库仑滴定中,由于电流是恒定的 因而通过精确测定 在恒电流库仑滴定中 由于电流是恒定的,因而通过精确测定 由于电流是恒定的 电解进行的时间及电流强度,即可计算出电量 即可计算出电量. 电解进行的时间及电流强度 即可计算出电量
3. 电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处? 电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处? 解:电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处, 电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处, 都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离子 的分离,库仑分析也属于电解分析的范畴。 的分离,库仑分析也属于电解分析的范畴。不同的是通常 的电解分析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行定 量分析, 量分析,而库仑分析是通过测量通过体系的电量来进行定 量测定。 量测定。 在测量装置上,二者也有共同之处, 在测量装置上,二者也有共同之处,均需要有阴极电位控 制装置, 制装置,不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联 电量。 一个库仑计以测量通过体系的 电量。
6.在库仑滴定中 在库仑滴定中,1mA.s-1相当于下列物质多少克 (1)OH-, (2) 相当于下列物质多少克? 在库仑滴定中 Sb(III到V价), (3) Cu(II到0价), (4)As2O3(III到V价). 到 价 到 价 到 价 根据法拉第电解定律, 解:根据法拉第电解定律 m = itM 根据法拉第电解定律
10.上述试液若改为以恒电流进行电解氧化 能否根据在反应时 上述试液若改为以恒电流进行电解氧化,能否根据在反应时 上述试液若改为以恒电流进行电解氧化 所消耗的电量来进行测定?为什么 为什么? 所消耗的电量来进行测定 为什么 不行,难以维持电流效率为 原因参见教材第189页 解:不行 难以维持电流效率为 不行 难以维持电流效率为100%(原因参见教材第 页) 原因参见教材第
8. 10.00mL浓度越为 浓度越为0.01mol.L-1的 HCl溶液 以电解产生的 溶液,以电解产生的 浓度越为 溶液 以电解产生的OH滴定此溶液,用 计指示滴定时 的变化,当到达终点时 计指示滴定时pH的变化 当到达终点时,通过 滴定此溶液 用pH计指示滴定时 的变化 当到达终点时 通过 电流的时间为6.90min,滴定时电流强度为 滴定时电流强度为20mA,计算此 计算此HCl溶液 电流的时间为 滴定时电流强度为 计算此 溶液 的浓度. 的浓度 根据题意: 解:根据题意 根据题意 m/M = 20 ×10-3 ×6.90 ×60/96487 = 8.58 ×10-5mol 故: CHCl = 8.58 ×10-3mol.L-1
7.在一硫酸铜溶液中 浸入两个铂片电极 接上电源 使之发生电 在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极 接上电源,使之发生电 在一硫酸铜溶液中 浸入两个铂片电极,接上电源 解反应.这时在两铂片电极上各发生什么反应 写出反应式.若 这时在两铂片电极上各发生什么反应?写出反应式 解反应 这时在两铂片电极上各发生什么反应 写出反应式 若 通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为 通过电流时间为284.9s, 在 通过电解池的电流强度为 通过电流时间为 阴极上应析出多少毫克铜? 阴极上应析出多少毫克铜 阴极:Cu2+ + 2e = Cu↓ 解:阴极 阴极 阳极: 4OH- - 4e = 2H2O + O2↑ 阳极 故: m = it ×MCu/(2 ×96487) = 2.322mg
4. 试述库仑滴定的基本原理。 试述库仑滴定的基本原理。 解: 库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分 析方法。在电解过程中,于试液中加入某种特定物质, 析方法。在电解过程中,于试液中加入某种特定物质,以一 定强度的恒定电流进行电解,使之在工作电极上( 定强度的恒定电流进行电解,使之在工作电极上(阳极或阴 电解产生一种试剂,此试剂与被测物质发生定量反应, 极)电解产生一种试剂,此试剂与被测物质发生定量反应, 当被测物质反应完全后, 当被测物质反应完全后,用适当的方法指示终点并立即停止 电解。 电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物 质的质量: 质的质量:
96487n
得: (1) mOH-=1×10-3 ×1 × 17.01/(96487 ×2)=17.01 × 5.18 × ×10-9 = 8.8 ×10-8g (2)mSb= 121.75 × 5.18 × 10-9= 6.31 × 10-7g (3)mCu= 63.55 ×5.18 × 10-9= 3.29 × 10-7g (4)mAs2O3 = 197.84 ×5.18 ×10-9 /2 = 5.13 ×10-7g