人教版高中物理选修3-11.2库仑定律定律名师精编作业
教科版高中物理选修3-11.2库伦定律名师精编作业(2)
9.两个分别带有电荷量+Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)固定在相距为r的两处,它们之间库仑力的大小为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. B. C. D.F
10.下列关于点电荷的说法正确的是
A.球状带电体一定可以看成点电荷
B.点电荷就是元电荷
12.真空中有甲、乙两个点电荷,相距r时的静电力为F。若两者距离变为2r,使甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的3倍,距离则它们之间的静电力变为__________。
13.点电荷A、B固定在真空中,所带电荷量均为q,若此时它们之间的库仑力为F,将A点电荷所带电荷量变为-2q,则B所受的库仑力大小将变成____________。
A.B的位置在同一圆弧上
B.d应保持不变
C.x与电荷量乘积Qq成反比
D.tanθ与A、B间库仑力成正比
2.如图所示,带电小球甲固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面上距甲一定距离有另一个带电小球乙,乙在桌面上运动,甲乙均视为质点。某时刻乙的速度沿垂直于甲乙的连线方向,则
A.若甲乙带同种电荷,以后乙一定做速度变大的曲线为
C.Q1、Q2的质量之比为
D.Q1、Q2的质量之比为
4.在绝缘的光滑水平面上有两个同样的金属小球相距L,分别带有异号电荷。现给两个小球大小相同、方向相反的初速度,此后两小球发生弹性碰撞并有电荷的充分转移,当两小球再次相距L时
A.两小球间电场力的大小一定比开始时大
B.两小球速度的大小一定比初速度大
C.两小球速度是否比初速度大取决于带电量情况
D.两小球的速度一定大小相等、方向相反
5.电荷周围有电场,具有质量的物体周围有引力场,引力场与电场有很多相似之处。例如点电荷Q的场强公式为 ,质点(或球)m周围的引力场场强也可以用定义电场强度的方法得到 ;负点电荷Q周围的电势为 ,质点(或球)m周围的引力场的引力势为 ,同样按照电场线的定义方式引力场周围也可以画出引力线。设地球质量为M,半径为R,地球表面处的重力加速度为g,引力常量为G,则下列说法正确的是()
人教版高中物理选修3-1第一章第2节库仑定律(含解析).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理库仑定律一课一练一、单项选择题1.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B .根据F =kq 1q 2r 2,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律解析:选 D.点电荷是实际带电体的近似,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A 错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F =kq 1q 2r 2不能用于计算此时的静电力,故选项B 错误;q 1和q 2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C 错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是平方反比定律,故选项D 正确.2.(2014·江苏淮安调研)A 、B 、C 三点在同一直线上,AB ∶BC =1∶2,B 点位于A 、C 之间,在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷.当在A 处放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的电场力为F ;移去A 处电荷,在C 处放一电荷量为-2q 的点电荷,其所受电场力为( )A .-F /2B .F /2C .-FD .F解析:选B.如图所示,设B 处的点电荷带电荷量为正,AB =r ,则BC =2r ,根据库仑定律F =kQq r 2,F ′=kQ ×2q (2r )2,可得F ′=F 2,故选项B 正确.3.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 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A .F 引=G m 2l 2,F 库=k Q 2l2B .F 引≠G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2C .F 引≠G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2D .F 引=G m 2l 2,F 库≠k Q 2l2解析:选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l =3r ,不满足l ≫r 的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F 库≠k Q 2l2.虽然不满足l ≫r ,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F 引=G m 2l2.故选D.4.设星球带负电,一带电粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方,又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方相对于该星球无初速释放,则此带电粉尘( )A .向星球下落B .仍在原处悬浮C .推向太空D .无法判断解析:选B.设粉尘距球心为r ,粉尘质量为m ,星球质量为M ,粉尘电荷量为q ,星球电荷量为Q ,则有k Qq r 2=G Mm r2.由等式可看出r 再大,等式仍成立,故选B.5.两个完全相同的金属球,带电荷量之比为1∶7,两球相距为r ,两者接触后再放回原位置,则它们之间的库仑力可能是原来的( )A.47或97B.37或167C.97或167D.47或167解析:选C.设原来所带电荷量分别为Q 和7Q ,则两球间的库仑力为F =7kQ2r2,若两球带同种电荷,则分开后带电荷量分别为4Q ,则F ′=16kQ2r2,若两球带异种电荷,则分开后带电荷量分别为3Q ,则F ″=9kQ2r 2.故选C.6.如图所示,完全相同的两个金属小球A 和B 带有等量电荷,系在一个轻质绝缘弹簧两端,放在光滑绝缘水平面上,由于电荷间的相互作用,弹簧比原来缩短了x 0.现将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 球接触一下,再与B 球接触一下,然后拿走,重新平衡后弹簧的压缩量变为( )A.14x 0B.18x 0 C .大于18x 0 D .小于18x 0解析:选D.因为原来弹簧处于压缩状态,A 、B 两球带的肯定是等量的异种电荷.将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 接触后,A 的电荷量将分一半给C ,当C 再与B 接触时,C 、B 的异种电荷先中和,然后B 、C 平分,这样B 带的电荷量将为原来的14.此时如果仅根据库仑定律F =k q A q B r 2得出库仑力变为原来的18,弹簧弹力也要减小为原来的18才能平衡,因而弹簧的压缩量将变为原来的18,将错选B.实际上,当弹簧压缩量减小后,长度变长;由于静电感应,库仑力将变大,综合考虑这些因素,弹簧弹力应小于原来的18才能平衡,故选D.7.中子内有一个电荷量为+23e 的上夸克和两个电荷量为-13e 的下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上,如图所示.在下面给出的四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )解析:选B.电荷量为+23e 的上夸克受另两个下夸克的吸引力,合力的方向一定竖直向下.对其中一个下夸克,受力情况如图所示,由于F 1的水平分力与F 2大小相等,方向相反,故F 1与F 2的合力竖直向上.故选B.8.(2014·浏阳一中高二检测)如图所示,电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点,两点相距L ,在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球q (视为点电荷),在P 点平衡,若不计小球的重力,那么PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )A .tan 2α=Q 1Q 2B .tan 2α=Q 2Q 1C .tan 3α=Q 1Q 2D .tan 3α=Q 2Q 1解析:选D.带电小球q 在P 点平衡时,沿切线方向受力平衡,即F AP sin α=F BP cos α根据库仑定律:F AP =k Q 1q (L cos α)2,F BP =k Q 2q(L sin α)2由以上两式可得D 项正确.故选D.☆9.(2014·无锡高二测试)如图,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动,三个带电质点始终在同一直线上,B 恰能保持静止.其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力,则A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比应是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 解析:选 C.根据B 恰能保持静止可得:k q A q B L 21=k qCqB L 22.A 做匀速圆周运动,k qAqBL 21-k qCq A (L 1+L 2)2=mA ω2L 1,C 做匀速圆周运动,k q C q B L 22-k q C q A (L 1+L 2)2=m C ω2L 2,联立解得A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23,选项C 正确. ☆10.如图所示,三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上,q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为( )A .-9∶4∶-36B .9∶4∶36C .-3∶2∶-6D .3∶2∶6解析:选A.每个电荷都受到另外两个电荷对它的静电力的作用,其合力为零,这两个力必须满足的条件为:大小相等,方向相反.由分析可知:三者电性不可能相同,只能是如图所示两种情况.考虑q 2的平衡: 由r 12∶r 23=1∶2 据库仑定律得q 3=4q 1考虑q 1的平衡:由r 12∶r 13=1∶3同理得:q 1∶q 2∶q 3=1∶49∶4=9∶4∶36考虑电性后应为-9∶4∶-36或9∶-4∶36.故选A. 二、非选择题11.如图甲所示,一条长为3L 的绝缘细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,求金属环所带电荷量是多少?某同学解答这道题的过程如下:设小环的电荷量为q ,则小环受到三个力的作用,拉力F T 、重力mg 和库仑力F ,受力分析如图乙所示.由受力平衡得,k q 2L 2=mg tan 30°,q =3mgL23k.你认为他的解答是否正确?如果不正确,请给出你的解答. 解析:不正确;受力分析时漏掉了AB 段细线上的拉力.正确解答:小环A 的受力分析如图所示,受四个力作用,重力mg 、库仑力F 、细线上两个拉力F T ,则F T sin 60°=mgF T cos 60°+F T=k q 2L2解得q =3mgL2k=L3mg k.答案:不正确 正确解答见解析 ☆12.(2014·三明高二检测)如图所示,A 、B 是两个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 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,若B的质量为30 3 g ,则B 带电荷量是多少?(取g =10 m/s 2)解析:因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L .依据题意可得tan 30°=h LL =htan 30°=1033cm =10 3 cm对B 进行受力分析,如图所示依据物体平衡条件解得库仑力:F =mg tan 30°=30 3×10-3×10×33N =0.3 N.依据F =k q 1q 2r 2得:F =k Q 2L 2.解得Q =FL 2k =0.39×109×10 3×10-2 C =1.0×10-6C.答案:1.0×10-6C。
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高中物理学习材料1.2 库仑定律1.(09-10·黑龙江鹤岗一中期中)a、b为两个带等量正电荷的固定的小球,O为ab连线的中点,如图所示.c、d为中垂线上的两对称点且离O点很近.若在c点由静止释放一个电子,关于电子的运动,以下叙述错误的有()A.在c→O的过程中,做匀加速运动B.在c→O的过程中,做加速度减小的变加速运动C.在O点速度最大,加速度为零D.在cd间做往复运动2.(09-10·福建省“四地六校”高二第一次联考)真空中有两个点电荷所带的电量分别是Q和2Q,相距为r时相互作用的静电力为F。
如果它们之间的的距离减少为r/2,其余条件不变,则它们之间的静电力大小变为: ()A.F/8 B.4FC.16F D.8F3. (09-10·江西省白鹭洲中学第一次月考)两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1∶3,相距为r时相互作用的库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则此时库仑力的大小为:A、F121B、F61C、F41D、F314. (09-10·江西省白鹭洲中学第一次月考)如图所示,用两根绝缘轻细绳悬挂两个小球A和B,这时上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2;使两球都带上正电荷,上、下两根绳子中的张力分别为T1’和T2’,则:()A 、T 1’= T 1B 、T 1’< T 1C 、T 2’= T 2D 、T 2’< T 25. (09-10·江西省白鹭洲中学第一次月考) 图中a 、b 是两个点电荷,它们的电量分别为Q 1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂线上的一点。
下列哪中情况不能使P 点场强方向指向MN 的左侧?( )A .Q 1、Q 2都是正电荷,且Q 1<Q 2B .Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>|Q 2|C .Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且|Q 1|<Q 2D .Q 1、Q 2都是负电荷,且|Q 1|>|Q 2|6.(09-10·陕西省榆林十中学第一次月考) 两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之比为1:7,在真空中相距为r ,把它们接触后再放回 原 处,则它们间的静电力可能为原来的A.4/7B.3/7C.9/7D.16/77.(09-10·黑龙江省哈六中高二期中考试) 真空中放置两个点电荷,电量各为q 1与q 2。
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高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)1-2库仑定律基础夯实1.(2011·烟台高二检测)关于点电荷,下列说法正确的是( )A .点电荷是理想化模型,实际不存在B .体积很大的带电体一定不能看作是点电荷C .只有带电荷量很小的带电体才可以看作是点电荷D .只有体积很小的带电体才可以看作是点电荷 答案:A解析:点电荷是理想化模型,实际并不存在,A 正确。
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以BCD 错误。
2.(2012·盘锦市高二检测)关于库仑定律的公式F =k Q 1Q 2r 2,下列说法中正确的是( )A .真空中两个电荷中,大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B .当真空中两个电荷间距离r →0时,它们间的静电力F →∞C .当两个电荷间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当两个电荷间的距离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答案:D解析:由牛顿第三定律可判A错。
当r→0时,库仑定律不再适用B错D对。
当r→∞时,库仑定律适用,C错。
只有D选项正确。
3.(2011·苍山高二检测)如图所示,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答案:D解析:两个带电体之间存在着排斥力,故两球带同号电荷,可能都带正电,也可能都带负电,故选项A、B都错。
静电力遵从牛顿第三定律,两球受到的静电力大小相等,故C项错,D项对。
4.(2012·诸城高二质检)如图所示,三个完全相同的金属小球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所带电荷量比b的小。
已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4答案:B解析:根据力的叠加原理可判B 选项正确。
教科版高中物理选修3-11.2库伦定律名师精编作业(3)
点睛:本题是库仑定律的应用问题,关键确定小球接触后的电量,只要细心,定会正确解答。
3.AD
【解析】未接触时两球间的作用力 ;接触后两球电量均分,则此时两球间的作用力 可知,两球间的库仑力变大,细线与竖直方向的夹角变大,两球之间的库仑力变为原来的8/7,选项A正确,BC错误;细线的拉力 ,则当θ变大时,T变大,选项D正确;故选AD.
4.C
【解析】A.库仑扭秤的实验中运用了微量放大的方法、控制变量的思想方法,故A正确;
5.两个用相同材料制成的半径相等的带异种电荷的金属小球,可看做点电荷.其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小是
A.4F/5B.5F/4C.5F/9D.8F/5
6.对点电荷的理解,你认为正确的是( )
A.体积很大的带电体都不能看做点电荷
C项:小球a从A点到B点,根据动能定理 ,即 ,解得 ,故C正确;
D项:小球a从A点到B点机械能的变化量 ,故D错误。
2.AD
【解析】接触前,根据库仑定律: ;
若金属小球A、B带同种电荷,则接触后二者电量平分,则每个小球电量为:
则根据库仑定律: ;
若金属小球A、B带异种电荷,则接触后二者电量先中和后平分,则每个小球电量为:
2017-2018学年度教科版选修3-1�1.2库伦定律作业(3)
1.如图所示,劲度系数为ka,小球a静止时处于空中A点.在悬点O处固定一带电量为–q(q>0)小球b(未画出),弹簧与小球a、b彼此绝缘.某时刻,用某种方式让小球a带上电量+q,小球a由静止开始向上运动,当a、b球间的电场力为a球重力的两倍时,小球a的速度达到最大值v,此时小球a处于空中B点.两带电小球均看作点电荷,静电力常数为k,重力加速度为g,不计空气阻力.则
教科版高中物理选修3-11.2库伦定律名师精编作业(4)
【点睛】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题.注意两电荷接触后各自电荷量的变化,同时要分两种情况讨论,这是解决本题的关键。
2.C
【解析】若同种电荷间存在相互作用的排斥力,两球将相互远离,距离增大,根据库仑定律得知,相互作用力减小。
由牛顿第二定律得知它们的加速度变小,方向相反。
若是异种电荷,则相互吸引,间距减小,库仑力增大,则加速度也变大,但方向仍相反,故C正确,ABD错误,
A. v0B. v0C.2v0D.
6.下列叙述错误的是
A.图甲:观察桌面微小形变ห้องสมุดไป่ตู้实验,采用了放大法
B.图乙:伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法
C.图丙:利用红蜡块的运动探究合运动和分运动的实验,体现了等效替代的思想
D.图丁:探究影响电荷间相互作用力的因素时,运用了类比法
7.如图所示,场源电荷置于O点,放置在P点的电荷量 的电荷所受库仑力大小为 ,方向由P指向O,O、P间距离为30 cm,静电力常量 .则( )
2017-2018学年度教科版选修3-1� 1.2库伦定律作业(4)
1.如图所示,半径相同的两个金属小球A、B,其电荷量大小分别为2q、q,相隔一定距离,两球之间相互作用力为F.现让两球相碰后再放回原处,此时A、B两球之间的相互作用力大小可能为( )
A. FB. FC.FD. F
2.将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上,从静止开始释放,那么下列叙述中正确的是(忽略万有引力)( )
点睛:此题考查整体法与隔离法的应用,掌握力的合成与分解法则,理解平衡条件的运用,及库仑定律内容.
(1)半圆环最低点固定的点电荷的电量Q;
(2)小环向下运动过程中的最大速度 。
人教版高中物理选修3-1 1.2 库仑定律 课时作业(基础)
一、单选:1、下列说法中正确的是( )A. 点电荷是指体积很小的电荷B. 根据221r q q k F 知,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋于无穷大 C. 若两点电荷的电荷量q 1 > q 2,则q 1对q 2的静电力等于q 2对q 1的静电力D. 用库仑定律计算出的两电荷间的作用力是两者受力的总和2、使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1。
现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2。
则F 1与F 2之比为( )A. 2:1B. 4:1C. 16:1D. 60:13、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 为球壳半径的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 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库分别的表达式正确的是( )A., B. , C. , D. ,4、如图所示,三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上,q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍,每个点电荷的电荷量之比q 1:q 2:q 3为( )A. (-9):4:(-36)B. 9:4:36C.(-3):2:(-6)D. 3:2:65、如图所示,有三个点电荷A. B. C 位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A. B 都带正电荷,A 所受B. C 两个电荷的静电力的合力如图中FA 所示。
那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为( )A. 一定是正电B. 一定是负电C. 可能是正电,也可能是负电D. 无法判断二、多选:6、两个相同的金属小球,所带电荷大小之比为1:7,相距为L ,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们之间的库仑力可能为原来的( )A. 71B. 73C. 79D. 716 7、如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q 的小球P ,带电量分别为−q 和+2q 的小球M 和N ,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P 与M 相距L ,P 、M 和N 视为点电荷,下列说法正确的是( )A. M 与N 的距离大于LB. P 、M 和N 在同一直线上C. 电荷P 对M ,N 的库仑力方向相反D. M 、N 及细杆组成的系统所受合外力为零8、如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行。
人教版高中物理选修3-1作业:1-2库仑定律(含答案)
课后作业45分钟限时:45分钟总分:100分一、选择题(8×5′,共40分) 1.库仑定律的适用范围是( ) A .真空中两个带电球体间的相互作用 B .真空中任意带电体间的相互作用 C .真空中两个点电荷间的相互作用D .真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律 解析:库仑定律严格适用于点电荷间的相互作用力. 答案:CD2.A 、B 两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移近时,A 、B 之间的库仑力将( ) A .可能变大 B .可能变小 C .一定不变D .无法确定解析:由F =k Q 1Q 2r 2可以得出.答案:C3. (2018·海南卷)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的带电荷量为q ,球2的带电荷量为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 ,方向不变.由此可知( )A .n =3B .n =4C .n =5D .n =6 解析:设1、2两电荷之间的距离为r,3和他们没有接触前,由库仑定律有kqnqr 2=F ,接触后,2球带电荷量为n2q,1球带电荷量为+4q ,由库仑定律有+2k8r2=F ,联立上面两式解得n =6,D 项对.答案:D4.两个点电荷相距r 时相互作用力为F ,则( ) A .电量不变距离加倍时,作用力变为F/2B .其中一个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4FC .每个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4FD .每个电荷的电量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变 解析:由F =kQ 1Q 2r 2,若Q 1、Q 2不变,而r 变为原来的两倍时,则F 要变为原来的14,故选项A 不正确;若其中一个电荷的电量和两电荷间距离减半时,则作用力变为原来的两倍,故选项B 错误;若每个电荷的电量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时,则作用力保持不变,故C 错,D 对.答案:D5.关于静电力常量,下列说法中正确的是( )A.由k=F·r2/Q1Q2可知,当两个点电荷之间的距离r越大,两个点电荷电量的乘积Q1Q2越小时,静电力常量k的值就越大B.k是一个无单位的常数C.因为静电力有方向,所以k是一个矢量D.k在数值上等于两个1 C的点电荷相距1 m时的相互作用力的大小答案:D6.如图8所示,在光滑绝缘的水平面上,固定着质量相等的三个带电小球a、b、c,三球在一条直线上,若释放a球,a球的初始加速度为-1 m/s2(向右为正);若释放c球,c球的初始加速度为-3 m/s2,当释放b 球时,b球的初始加速度为( )图8A.4 m/s2B.-1 m/s2C.-4 m/s2D.1 m/s2解析:对a:F ba+F ca=ma a.①对c:F bc+F ac=ma c,②因为F ca=-F ac,所以①+②得:F ba+F bc=-(F ab+F cb)=m(a a+a c).又F ab+F cb=ma b,所以ma b=-m(a a+a c),所以a b=-(a a+a c)=-(-1-3)m/s2=4 m/s2.即b球的初始加速度大小为4 m/s2,方向向右.答案:A图97.如图9所示,三个完全相同的金属小球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小,已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示,它应是( )A.F1B.F2C.F3D.F4图10解析:取小球c 为研究对象,c 受到a 的斥力F 斥,方向沿ac 连线如图10所示,c 受到b 的吸引力F 引,由于F 引>F 斥,则c 球受静电力的合力应为F 2.答案:B图118.一个半径为R 的圆盘,带电荷量为Q ,OO′为过圆盘的圆心O 的直线,且OO′与圆盘面垂直,在OO′上的M 点放电荷量为q 的另一个点电荷,此时Q 与q 的库仑力为F ,若将q 移至N 点,Q 与q 的库仑力为F′.已知OM =MN =R ,如图11所示,则F′等于( )A .2F B.12F C.F 4D .以上答案都不对解析:由于点电荷q 和圆盘间距离为R ,而圆盘的半径也为R ,因而圆盘的大小和形状不能忽略,即不能看成点电荷,所以q 和圆盘间的库仑力也就不能使用库仑定律计算,故答案为D.答案:D二、非选择题(9、10题各10分,11、12题各20分,共60分)图129.如图12所示,质量为2 g 的小球A 用丝线悬起,把带电量为4.0×10-6C 的小球B 靠近A ,当两小球在同一高度相距30 cm 时,A 球恰好平衡,丝线与竖直方向夹角α为30°,则B 球受到的静电引力为________、方向为________;A 带________电,带电量为________.(g 取10 N/kg)图13解析:对A 球受力分析如图13,则F =m A gtan30°=0.012 N ,因为F =k Q B Q A L 2,所以Q A =3×10-8C.由于A 、B 为异种电荷,A 为负电荷.找准研究对象、对研究对象进行正确的受力分析是解此题的关键.答案:0.012 N ;水平向左;负;3×10-8C图1410.两个半径完全相同的金属小球带有等量的正电荷,放于一竖直半圆环光滑的绝缘面内,静止时两球位置如图14所示,已知两球的质量都为m ,环的半径为R(小金属球的半径可以忽略).∠AOC =∠BOC =θ,则小球受到的库仑力的大小F =________,每个小球上的电荷量Q =________.图15解析:如图15所示, F =mgtan θ. 因为F =k Q2θ2,所以Q =2Rsin θmgtan θk. 答案:mgtan θ;2Rsin θmgtan θk图1611.如图16所示,两个同样的气球充满氢气(气球重力不计),气球带有等量同种电荷,两根等长的细线下端系上5.0×103kg 的重物后就漂浮着,求每个气球的带电量.(g 取10 N/kg).解:先对重物受力分析,求出细线的拉力,如图17甲所示,2Tcos θ=mg.同样再对左面气球受力分析,如图乙所示,知F =Tsin θ,而F =k Q 2r,最后可得Q≈8.7×10-4C.图1712.“真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间的相互作用力大小为9×10-4 N,当它们合在一起时,成为一个带电荷量为3×10-8C的点电荷.问原来两电荷的带电量各为多少?”某同学求解如下:根据电荷守恒定律:q 1+q2=3×10-8C=a ①,根据库仑定律:q1q2=r2kF=-229×109×9×10-4C2=1×10-15C2=b,将q2=b/q1代入①式得:q21-aq1+b=0,解得q1=12(a±a2-4b)=12(3×10-8±9×10-16-4×10-15),根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.解:分析题意得:题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小,并没有给出带电的性质,所以两点电荷也可能异号.按电荷异号计算,由q1-q2=3×10-8C=a ①;q1q2=1×10-15C2=b ②联立方程得:q21-aq1-b=0,由此代入数据解得:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C(q1、q2异号).。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.2库仑定律 同步课时作业
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业(2)库仑定律1.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B .根据122q q F kr ,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C .若点电荷1q 的电荷量大于2q 的电荷量,则1q 对2q 的静电力大于2q 对1q 的静电力 D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律2.如图所示,半径相同的两个金属球A B 、带有等量的电荷,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小为F .今让第三个不带电的相同金属球C 先后与A B 、两球接触后移开,这时,A B 、两球之间的相互作用力的大小为( )A.8FB.4FC.38F D.34F 3.如图所示,MN 是点电荷电场中的一条直线,a b 、是直线上两点,已知直线上 a 点的场强最大,大小为E b ,点场强大小为12E ,已知a b 、间的距离为 L ,静电力常量为 k ,则场源电荷的电量为( )A.22ELB.2EL kC.22EL kD.22EL k4.如图所示,三个点电荷123q q q 、、固定在一条直线上,2q 与3q 间距离为1q 与2q 间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为( )A.9:1:9B.9:4:36C.3:2:9D.3:2:65.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3Q -和5Q +的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为1F 。
现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为2F ,则1F 与2F 之比为( ) A .2:1B .4:1C .16:1D .60:16.两相同带电小球,带有等量的同种电荷,用等长的绝缘细线悬挂于O 点,如图所示。
平衡时,两小球相距r ,两小球的直径比r 小得多,若将两小球的电荷量同时各减少一半,当它们重新平衡时,两小球间的距离( )A.大于r/2B.等于r/2C.小于r/2D.无法确定7.如图,三个固定的带电小球a b 、和c ,相互间的距离分别为5cm,3cm,4cm ab bc ca ===。
人教版高中物理选修3-1作业:1-2 库仑定律
课后作业45分钟一、选择题(8×5′,共40分)1.库仑定律的适用范围是( )A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律解析:库仑定律严格适用于点电荷间的相互作用力.答案:2.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移近时,A、B之间的库仑力将( )A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定解析:由F=可以得出.答案:C3. (2011·海南卷)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的带电荷量为q,球2的带电荷量为,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,方向不变.由此可知( )A.n=3 B.n=4C.n=5 D.n=6解析:设1、2两电荷之间的距离为r,3和他们没有接触前,由库仑定律有=F,接触后,2球带电荷量为q,1球带电荷量为q,由库仑定律有=F,联立上面两式解得n=6,D项对.答案:D4.两个点电荷相距r时相互作用力为F,则( )A.电量不变距离加倍时,作用力变为2B.其中一个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4 FC.每个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4FD.每个电荷的电量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变解析:由F=,若Q1、Q2不变,而r变为原来的两倍时,则F 要变为原来的,故选项A不正确;若其中一个电荷的电量和两电荷间距离减半时,则作用力变为原来的两倍,故选项B错误;若每个电荷的电量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时,则作用力保持不变,故C错,D对.答案:D5.关于静电力常量,下列说法中正确的是( )A.由k=F·r21Q2可知,当两个点电荷之间的距离r越大,两个点电荷电量的乘积Q1Q2越小时,静电力常量k的值就越大B.k是一个无单位的常数C.因为静电力有方向,所以k是一个矢量D.k在数值上等于两个1 C的点电荷相距1m时的相互作用力的大小答案:D6.如图8所示,在光滑绝缘的水平面上,固定着质量相等的三个带电小球a、b、c,三球在一条直线上,若释放a球,a球的初始加速度为-1 2(向右为正);若释放c球,c球的初始加速度为-3 2,当释放b球时,b球的初始加速度为( )图8A.4 2B.-1 2C.-4 2D.1 2解析:对a:+=.①对c:+=,②因为=-,所以①+②得:+=-(+)=m(+).又+=,所以=-m(+),所以=-(+)=-(-1-3)2=4 2.即b球的初始加速度大小为4 2,方向向右.答案:A图97.如图9所示,三个完全相同的金属小球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小,已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示,它应是( )A.F1B.F2C.F3D.F4图10解析:取小球c为研究对象,c受到a的斥力F斥,方向沿连线如图10所示,c受到b的吸引力F引,由于F引>F斥,则c球受静电力的合力应为F2.答案:B图118.一个半径为R的圆盘,带电荷量为Q,′为过圆盘的圆心O的直线,且′与圆盘面垂直,在′上的M点放电荷量为q的另一个点电荷,此时Q与q的库仑力为F,若将q移至N点,Q与q的库仑力为F′.已知==R,如图11所示,则F′等于( )A.2F FD.以上答案都不对解析:由于点电荷q和圆盘间距离为R,而圆盘的半径也为R,因而圆盘的大小和形状不能忽略,即不能看成点电荷,所以q和圆盘间的库仑力也就不能使用库仑定律计算,故答案为D.答案:D二、非选择题(9、10题各10分,11、12题各20分,共60分)图129.如图12所示,质量为2g的小球A用丝线悬起,把带电量为4.0×10-6C的小球B靠近A,当两小球在同一高度相距30时,A球恰好平衡,丝线与竖直方向夹角α为30°,则B球受到的静电引力为、方向为;A带电,带电量为.(g取10 )图13解析:对A球受力分析如图13,则F=30°=0.012 N,因为F=,所以=3×10-8C.由于A、B为异种电荷,A为负电荷.找准研究对象、对研究对象进行正确的受力分析是解此题的关键.答案:0.012 N;水平向左;负;3×10-8C图1410.两个半径完全相同的金属小球带有等量的正电荷,放于一竖直半圆环光滑的绝缘面内,静止时两球位置如图14所示,已知两球的质量都为m,环的半径为R(小金属球的半径可以忽略).∠=∠=θ,则小球受到的库仑力的大小F=,每个小球上的电荷量Q=.图15解析:如图15所示,F=θ.因为F=,所以Q=2θ.答案:θ;2θ图1611.如图16所示,两个同样的气球充满氢气(气球重力不计),气球带有等量同种电荷,两根等长的细线下端系上5.0×103的重物后就漂浮着,求每个气球的带电量.(g取10 ).解:先对重物受力分析,求出细线的拉力,如图17甲所示,2θ=.同样再对左面气球受力分析,如图乙所示,知F=θ,而F=,最后可得Q≈8.7×10-4C.图1712.“真空中两个静止点电荷相距10 ,它们之间的相互作用力大小为9×10-4N,当它们合在一起时,成为一个带电荷量为3×10-8C的点电荷.问原来两电荷的带电量各为多少?”某同学求解如下:根据电荷守恒定律:q1+q2=3×10-8C=a①,根据库仑定律:q1q2=F=×9×10-4C2=1×10-15C2=b,将q2=1代入①式得:-1+b=0,解得q1=(a±)=(3×10-8±),根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.解:分析题意得:题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小,并没有给出带电的性质,所以两点电荷也可能异号.按电荷异号计算,由q1-q2=3×10-8C=a①;q1q2=1×10-15C2=b②联立方程得:-1-b=0,由此代入数据解得:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C(q1、q2异号).。
人教版高中物理选修3-11.2库仑定律每课一练.docx
高中物理学习材料桑水制作1.2 库仑定律 每课一练(人教版选修3-1)1.对于库仑定律,下列说法正确的是( )A .只要是计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可使用公式F =k Q 1Q 2r2B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律计算库仑力C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们受到的库仑力大小一定相等D .库仑定律中的静电力常量k 只是一个比例常数,只有数值,没有单位 答案 AC解析 库仑定律的表达式F =k q 1q 2r2的适用条件是真空中的点电荷,而不是任意情况下的带电体,所以选项A 正确,B 错误;两个点电荷之间受到的静电力互为作用力与反作用力,所以选项C 正确;静电力常量k =9.0×109 N ·m 2/C 2,选项D 错误.2.A 、B 两个点电荷之间的距离恒定,当其他电荷移到A 、B 附近时,A 、B 之间的库仑力将( )A .可能变大B .可能变小C .一定不变D .不能确定 答案 C解析 根据库仑定律,两个点电荷间的库仑力只跟两个电荷的电荷量和它们间的距离有关,因此它们间的库仑力不会受到外界的影响.选项C 正确.3.两个完全相同的小金属球,它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F 1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F 2,则F 1∶F 2可能为( )A .5∶2B .5∶4C .5∶6D .5∶9 答案 BD解析 根据库仑定律,它们接触前的库仑力为F 1=k 5q2r2.若带同号电荷,接触后的带电荷量相等,都为3q ,此时库仑力为F 2=k 9q2r2;若带异号电荷,接触时电荷先中和后平分,接触后的带电荷量也相等,都为2q ,此时库仑力为F 2′=k 4q2r2.由以上计算可知选项B 、D 正确.4.两个带有同种电荷的小球A 、B ,放在光滑绝缘水平面上,其中小球A 固定,小球B 只在库仑力作用下由静止开始沿水平面运动,在运动过程中,小球B 的加速度a 和速度v 的变化是( )A .a 一直在增大B .a 一直在减小C .v 一直在增大D .v 一直在减小 答案 BC解析 本题考查的知识点是牛顿第二定律和库仑定律.B 在A 的静电斥力的作用下,向远离A 的方向做加速运动,C 对,D 错.A 、B 间隔越来越远,由牛顿第二定律得k q A q Br2=m B a B ,r 逐渐变大,则a B 逐渐减小,故A 错,B 对.5.如图3所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A 、B ,上、下两根细线的拉力分别为F A 、F B ,现使两球带同种电荷,此时上、下细线受力分别为F A ′,F B ′,则( )图3A .F A =F A ′,FB >F B ′ B .F A =F A ′,F B <F B ′C .F A <F A ′,F B >F B ′D .F A <F A ′,F B <F B ′ 答案 B解析 两个小球都不带电时,F A =G A +F B ,F B =G B ;使两球带同种电荷后,F A ′+F 斥=G A +F B ′,F B ′=G B +F 斥.F A =F A ′,故F B <F B ′,B 项正确.6.如图4所示,两个带电小球A 、B 的质量分别为m 1、m 2,电荷量分别为q 1、q 2.静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,且恰好处于同一水平面上.下列说法正确的是( )图4A .若q 1=q 2,则θ1=θ2B .若q 1<q 2,则θ1>θ2C .若m 1=m 2,则θ1=θ2D .若m 1<m 2,则θ1>θ2 答案 CD解析 A 、B 之间的静电力是作用力和反作用力的关系,所以不论A 、B 哪个带的电荷量大,它们受到的静电力大小相等、方向相反,由平衡条件得tan θ=F 电mg.可见质量相同,偏角相同;质量越大,悬线与竖直线的偏角越小.故选项C 、D 正确.7.如图5所示,把质量为2.0×10-3kg 的带电小球B 用细线悬挂起来.若将带电荷量为4.0×10-8C 的小球A 靠近B ,则平衡时细线与竖直方向成45°角.已知A 、B 在同一水平面上且相距0.3 m ,B 球所带的电荷量为__________ C .(取g =10 m /s 2)图5答案 5×10-6解析 以小球B 为研究对象,其受力分析如图所示,设小球B 所带的电荷量为q B ,由平衡条件可知:kq A q B r2=mg tan 45°代入数据解得:q B =5×10-6C . 8.真空中光滑绝缘平面上,分别放置两个电荷量为-Q 、+9Q 的点电荷A 、B ,如图6所示,且A 、B 间的距离为60 cm .然后在另一位置放置点电荷C ,这时三个点电荷都处于平衡状态,求C 的电荷量以及相对A 的位置.图6答案 94Q 在A 点左侧距A 30 cm 处解析 由于三个点电荷中每个点电荷都处于平衡状态,三个点电荷应位于同一条直线上.设-Q 、+9Q 如图所示放置,根据“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大” 原则,C 应放在A 、B 连线A 点左侧,且C 应带正电,设电荷量为q ,A 、B 之间距离为r ,A 、C 之间距离为r ′.以A 为研究对象,则k2qQr '=k Q ·9Q r 2,以B 为研究对象,则k q ·9Q (r +r ′)2=k Q ·9Q r 2,以C 为研究对象,则kQ ·q r ′2=k ·9Q ·q(r +r ′)2.由以上方程可得出q =94Q ,r ′=r2=30 cm .9.两个完全相同的小球A 和B ,只有A 带有一定的电荷量,A 、B 接触后分开,相距1 m 时测得相互作用力等于1 N ,求接触前A 的电荷量是元电荷的多少倍?答案 1.25×1014解析 接触后设每个球带的电荷量为Q ,已知间距r =1 m ,相互作用力F =1 N .由库仑定律F =k Q 1Q 2r 2=k Q 2r 2,得Q = Fr 2k = 1×129×109 C ≈1×10-5C ,A 球接触前所带电荷量与电子电荷量之比为n =2Q e =2×10-51.6×10-19=1.25×1014,即是元电荷的1.25×1014倍.10.行星绕恒星运动由万有引力提供向心力,电子绕原子核运动由库仑力提供向心力,已知电子的质量为m ,原子核与电子的带电荷量都为e ,电子绕原子核做圆周运动的半径为r ,静电力常量为k ,求: (1)电子转动的线速度; (2)电子做圆周运动的周期.答案 (1)ek mr (2)2πr e rk解析 电子绕原子核运动由库仑力提供向心力,所以F =k e 2r 2=m v 2r =m 4π2T 2r解得v =ek mr ,T =2πrerk.。
高中物理1.2库仑定律名师精编每课一练(人教版选修3-1)1
1.2库仑定律每课一练(人教版选修3-1)(40分钟 50分)一、选择题(本题包括5小题,每小题5分,共25分.每小题至少一个选项正确)1.关于点电荷的说法正确的是( )A.体积很小的带电体一定能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小和形状对它们之间的相互影响力可忽略时,这两个带电体可看成是点电荷D.一切带电体都有可能看成是点电荷2.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了12,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量一定减少了( )A.15B.14C.13D.123.如图所示,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4.两个半径为0.3 m的金属球,球心相距1.0 m放置,当它们都带1.5×10-5 C的正电时,相互作用力为F1,当它们分别带+1.5×10-5C 和-1.5×10-5 C的电量时,相互作用力为F2 ,则( )A.F1=F2B.F1<F2C.F1>F2D.无法判断5.三个相同的金属小球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,方向不变.由此可知( )A.n=3B.n=4C.n=5D.n=6二、非选择题(本题包括3小题,共25分,要有必要的文字叙述)6.(8分)一根置于水平面上的光滑玻璃管(绝缘体),内部有两个完全相同的弹性金属球A、B,带电量分别为9Q和-Q,从图中所示位置由静止开始释放,一切摩擦均不计.问:两球再次经过图中位置时,两球的加速度是释放时的多少倍?7.(8分)两个正电荷q1和q2电量都是3 C,静止于真空中的A、B两点,相距r=2 m.若在A 、B 的连线上放一电荷q ,恰能使q 1、q 2、q 三个电荷都处于平衡状态,试确定q 所带电荷量及所放的位置.8.(9分)如图所示,A 、B 是两个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 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,若B 的质量为,则B 带电荷量是多少?(取g=10 m/s 2)答案解析1. 【解析】选C 、D.一个带电体能否看做点电荷不是以其大小、形状而定,而是看它的大小、形状对它们之间的库仑力是否可以忽略,若可以忽略,就可以看做点电荷,否则就不能看做点电荷,一切带电体都有可能看成是点电荷,A 、B 错,C 、D 对.2.【解析】选C.设另一电荷的电量减少了原电荷量的x 倍,由122q q F k r =知,q 1q 2=q 1(1+12)q 2(1-x),所以1x 3=,C 正确.3.【解析】选D.两球相互排斥,说明它们带有相同性质的电荷,但它们具体带何种性质的电荷不确定,A 、B 错.根据库仑定律及牛顿第三定律,两球受到的静电力大小相等,方向相反,C 错,D 对. 4.【解析】选B.由于相距较近,两个带电小球不能看做点电荷,由于电荷间的相互作用,当它们都带正电荷时,等效成点电荷的距离大于1米,当它们带有等量异种电荷时,等效成点电荷的距离小于1米,由122q q F kr=知,F 1<F 2,B 正确. 5.【解析】选D.设小球1、2之间的距离为r.球3接触前,2q nqF k r=,球3分别与球1、2接触后,()212nq nq (2n q q 2n qnq 224q q F k 224r+++====),,则,联立以上两式解得:n=6,故D 正确.6.【解析】图示位置时两小球间的库仑力2129Q F k r =,碰撞后两球的带电量均为4Q,再次经过图示位置时的库仑力22216Q F k r=,两球两次在图示位置的库仑力之比为16/9,所以两球的加速度与释放时加速度之比也是16/9. 答案:16/9倍【方法技巧】 库仑定律的应用技巧带电体在库仑力作用下可能处于平衡状态,也可能处于变速运动状态,解决这类问题一般的方法是:(1)受力分析:除力学中的常见的三种力外还要考虑库仑力的作用. (2)状态分析:带电体是处于平衡状态还是加速运动状态. (3)方法:隔离法与整体法的灵活运用.(4)根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程求解.7.【解析】据三个电荷平衡问题中“三点共线,两同夹异”的规律,电荷q 必然带负电,且位于A 、B 之间,设q 距离A 为L ,由q 的合力为零, 得()1222q q q qkk L r L =-, 将q 1=q 2=3 C,r=2 m 代入求得L=1 m ,即q 放于A 、B 连线的中点. 又因q 1或q 2合力也为零,即12122q q q qk k r L= 所以2q 3q C.44== 所以q 所带电荷量为3 C 4-. 答案:3 C 4- A 、B 连线中点8.【解析】因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L. 依据题意可得tan30°=h L,h L cm tan30===︒ 对B 进行受力分析,如图所示, 依据物体平衡条件解得库仑力: F=mgtan30°=31010-⨯=0.3 N. 依据21222q q Q F k F k .r L==得:解得26Q 10 C 1.010 C.--===⨯ 答案:1.0×10-6 C。
人教版高二物理选修3-1第一章1.2 电荷守恒定律 库仑定律课后训练题(含答案解析)
电荷守恒定律库仑定律一、、单选题1、如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开,关于这一现象下列说法正确的是( )A.两片金属箔片上带异种电荷B.两片金属箔片上均带负电荷C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起2、如图所示,Q带负电荷,导体P在a处接地,下列说法中正确的是( )A.导体P的a端不带电荷,b端带负电荷B.导体P的a端带正电荷,b端不带电C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量3、下列叙述正确的是( )A.摩擦起电是电荷的转移过程,感应起电是创造电荷的过程B.原来不带电的物体接触其他带电体而带电是电荷的转移过程C.玻璃棒无论和什么物体(玻璃除外)摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭4、M和N都是不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷 1.6×10-10C,下列判断中正确的是( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子5、两个完全相同的绝缘金属球a和b,电荷量分别为+3q和+q,两球接触后再分开,下列分析正确的是( )A.A,b的电荷量各保持不变B.A,b的电荷量都为0C.a的电荷量为+q,b的电荷量为+3qD.A,b的电荷量都为+2q6、关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F=k,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律7、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两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )A.F引=G,F库=kB.F引≠G,F库≠kC.F引≠G,F库=kD.F引=G,F库≠k8、关于元电荷,下述正确的是( )A.点电荷就是元电荷B.元电荷就是正电子C.元电荷是带电量为1 C的电荷D.自然界中已知的最小电荷量9、有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计),A带电荷量为7Q,B带电荷量为-Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之间的相互作用的库仑力为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的大小是().A. F.B. F.C. F.D. F10、如图所示,直角三角形ABC中∠B=30°,点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是( )A.A带正电,QA∶QB=1∶8B.A带负电,QA∶QB=1∶8C.A带正电,QA∶QB=1∶4D.A带负电,QA∶QB=1∶411、如图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,原来两球不带电时,上、下两根细线的拉力分别为FA、FB,现在两球都带上同种电荷,上、下两根细线的拉力分别为FA′、FB′,则( ) A.FA=FA′,FB>FB′B.FA=FA′,FB<FB′C.FA<FA′,FB>FB′D.FA>FA′,FB>FB′二、多选题12、(多选)如图所示,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球只有一个带电13、(多选)关于电荷守恒定律,下列叙述中正确的是( )A.一个物体所带的电荷量总是守恒的B.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电荷量总是守恒的C.在一定的条件下,一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失,也不违背电荷守恒定律D.电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换14、(多选)如图所示,用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在同一点.两球的质量分别为mA、mB,A球和B球所带的电荷量分别为qA、qB.两球静止时,悬线与竖直线的偏角分别为α和β,则()A.mA>mB,qA<qB,α>βB.mA<mB,qA<qB,α<βC.mA=mB,qA<qB,α=βD.mA=mB,qA>qB,α=β15、真空中,在光滑的水平面上,有两个点电荷A和B,电荷量分别为QA=+1×10-12C和QB=-9×10-12C,它们之间的距离为l=3 m.在何处放一个什么样的点电荷C,可使三者都能保持平衡?16、如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3 m的C处有一固定的电荷量为Q的正电荷,A、B是细杆上的两点,点A与C、点B与C的连线与杆的夹角均为α=37 ˚.一中间有小孔的带正电小球(电荷量为q)穿在绝缘细杆上滑下,通过A点时加速度为零,速度为3 m/s,取g=10 m/s2,求小球下落到B点时的加速度.17、如图所示,带电小球A和B放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,质量为m1=m2=1 g,所带电荷量q1=q2=10-7C,A带正电,B带负电.沿斜面向上的恒力F作用于A球,可使A、B一起运动,且保持间距d=0.1 m不变,求F.(g取10 m/s2)答案解析1、【答案】C【解析】自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若将其接触验电器的金属球,此时两个箔片均带正电荷;在此过程中,一部分电子会从验电器向玻璃棒转移;移走玻璃棒时,箔片仍带电,不会立即合在一起.选项C正确.2、【答案】B【解析】金属导体P接地时与大地组成一个新的导体,a为靠近Q的一端,而大地为远离Q的一端,由于静电感应,靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷,即带上正电荷,大地端则带上与Q相同的电荷,b端则不带电荷,故B正确.3、【答案】B【解析】无论哪种带电方式,其实质都是电荷的转移的过程,故A错误,B正确;玻璃棒带电正、负要看和玻璃棒摩擦的物质与玻璃棒相比较谁更容易失去电子,故C错误;正电荷结合等量负电荷后整体不再显示电性称为电荷的中和,故D错误.4、【答案】C【解析】5、【答案】D【解析】若是同种电荷,接触后分开,电量则是平分;若是异种电荷,接触后分开,电量则是中和后,再平分,由于电荷量分别为+3q和+q,两球接触后再分开,因此A,b的电荷量都为+2q,故D正确.6、【答案】D【解析】点电荷是实际带电体的近似,只有带电体的大小和形状对电荷间的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F=k不能用于计算此时的静电力,故选项B错误;q1和q2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是平方反比定律,故选项D正确.7、【答案】D【解析】由于a、b两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l=3r,不满足l≫r的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F库≠k.虽然不满足l≫r,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F引=G.故选D.8、【答案】D【解析】元电荷是指最小的电荷量,不是电荷,不是指质子或者是电子,故A、B错误;元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电荷,是1.6×10-19C的电量.故C错误;元电荷是自然界中已知的最小电荷量.故D正确.9、【答案】B【解析】A带电荷量为7Q,B带电荷量为-Q,当它们接触之后,电荷量先中和再平分,所以接触之后每个球带的电荷量为3Q,根据库仑定律可得,原来没接触作用力为,F=,接触之后作用力为,,所以B正确,故选B.10、【答案】B【解析】要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,该正点电荷所受力的情况应如图所示,所以A带负电,B带正电.设AC间的距离为L,则FB sin 30°=FA即k·sin 30°=解得=,故选项B正确.11、【答案】B【解析】选取A、B整体为研究对象,在两种情况下有FA=(mA+mB)g,FA′=(mA+mB)g,所以FA=′;选取B为研究对象,当A、B不带电时,FB=mBg;当A、B带上同种电荷时,FB′=mBg+F库,所FA以FB<FB′.12、【答案】BC【解析】若两物体相互排斥,必定带同种电荷;若两物体相互吸引,二者可能带异种电荷,也可能一个带电荷,另一个不带电荷.当只有一个物体带电时,不带电物体由于受到带电物体电荷的作用,异种电荷趋向于靠近带电物体,同种电荷趋于远离带电物体,因此两物体之间的吸引力大于排斥力,宏观上显示的是吸引力.综上所述,B,C选项正确.13、【答案】BCD【解析】14、【答案】CD【解析】解:两球之间的库仑力属于作用力和反作用力,它们是大小相等、方向相反的,设其大小为F;对A球受力分析,受重力、拉力和静电力,根据共点力平衡条件,有:=mAg同理,有:=mBg当mA=mB;则有α=β;而一对静电力的大小一定相等,与电量是否相等无关,故无法判断电量大小关系,故CD正确,AB错误.15、【答案】在A点左侧1.5 m处放置一个电荷量为-2.25×10-12C的点电荷C.【解析】根据“同内异外近小”可知,点电荷C应放置在A的外侧,如图所示,如果C带正电,那么A和C对B都是向左的引力,B不能保持平衡;如果C带负电,那么每个电荷都受另两个电荷方向相反的静电力,这样才可能保持平衡,设C的电荷量为-q,C到A的距离为x.A对C和B对C的静电力相等,即k=k①C对A和B对A的静电力相等,即k=k②代入数据得x=1.5 m,q=2.25×10-12C即应在A点左侧1.5 m处放置一个电荷量为-2.25×10-12C的点电荷C.16、【答案】20 m/s2,方向竖直向下【解析】在A处,由题意可知:k cosα―mg=0①在B处,由题意可知:k cosα+mg=ma②由①②得a=2g=20 m/s2,方向竖直向下.17、【答案】1.8×10-2N【解析】两球相互吸引的库仑力:F库==9×10-3N,A球和B球的加速度相同,隔离B球,由牛顿第二定律有:F库-m2g sin 30°=m2a①把A球和B球看成整体,A、B间的库仑力为系统内力,由牛顿第二定律有F-(m1+m2)g sin 30°=(m1+m2)a②代入数据,由①式得a=4 m/s2,由②式得F=1.8×10-2N.。
人教高中物理选修3-11.2库仑定律知识点含答案解析
人教高中物理选修3-11.2库仑定律知识点学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、填空题1.库仑定律:真空中两个_________间相互作用的静电力跟它们的_________成正比,跟它们的___________成反比,作用力的方向在_________上.公式:F= __________,式中k叫做__________.如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电量的单位用__________,力的单位用_________,距离的单位用_________,则由实验得出k=9×109_____.使用上述公式时,电荷量Q1、Q2用绝对值代入计算.2.库仑定律适用适用于__________中(空气中近似成立)两个______________间的相互作用.3.当带电体之间的_________比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作______________.点电荷类似力学中的__________,是一种理想化模型.4.如图所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度时且相距3cm,丝线与竖直方向夹角为45°,求此时小球B受到库仑力及小球A带的电量.二、单选题5.下面关于点电荷的说法,正确的是()A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,可将这两个带电体看成是点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷6.真空中有甲、乙两个点电荷相距为r,它们间的静电引力为F.若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的13,它们间的距离变为2r,则它们间的静电引力将变为()A.38F B.16F C.83F D.23F7.两个分别带有电荷量﹣Q 和+3Q 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 .若将两小球相互接触后分开一定的距离,两球间库仑力的大小变为43F ,则两小球间的距离变为( ) A .4r B .r C .2r D .2r8.如图所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个所带电荷量不变的小球A .在两次实验中,均缓慢移动另一带同号电荷的小球B ,当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2,θ分别为30°和45°,则q 1/q 2为( )A .2B .3CD .三、解答题9.“由F =k 122q q r 可得:当两个电荷之间的距离r → 0时,电荷之间的库仑力F →∞”,这种说法正确吗?10.有三个完全一样的球A 、B 、C ,A 球带电荷量为7Q ,B 球带电荷量为-Q ,C 球不带电,将A 、B 两球固定,然后让C 球先跟A 球接触,再跟B 球接触,最后移去C 球,则A 、B 球间的作用力变为原来的多少?11.如图所示,真空中有三个同种点电荷Q 1、Q 2和Q 3,它们固定在一条直线上,电荷量均为Q =4.0×10-12C ,求Q 2所受的静电力的大小和方向.12.如图所示,真空中有两个点电荷A 、B ,它们固定在一条直线上相距L =0.3m 的两点,它们的电荷量分别为Q A =16×10-12C ,Q B =4.0×10-12C ,现引入第三个同种点电荷C ,(1)若要使C 处于平衡状态,试求C 电荷的电量和放置的位置?(2)若点电荷A、B不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?参考答案1.点电荷; 电荷电量的乘积; 距离的平方; 两点荷连线上; 122q q F k r = 静电常数; 库仑; 牛顿; 米; N∙m 2/C 2.【解析】【详解】[1][2][3][4].库仑定律:真空中两个点电荷间相互作用的静电力跟它们的电荷电量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在两点荷连线上.[5][6][7][8][9][10].公式:F =122q q k r ,式中k 叫做静电常数.如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电量的单位用库仑,力的单位用牛顿,距离的单位用米,则由实验得出k =9×109 N∙m 2/C 2.使用上述公式时,电荷量Q 1、Q 2用绝对值代入计算.2.真空中 点电荷【解析】【详解】[1][2].库仑定律适用适用于真空中(空气中近似成立)两个点电荷间的相互作用. 3.距离 点电荷 质点【解析】【详解】[1][2][3].当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作点电荷.点电荷类似力学中的质点,是一种理想化模型.4.3210F N -=⨯ q A =-0.5×10-8C【详解】丝线为什么能与竖直方向成45°角,此时小球处于什么状态,根据题给的条件,可知小球A 处于平衡状态,分析小球A 受力情况如图所示.mg :小球A 的重力.T :丝线的张力.F :小球B 对小球A 的静电力.三个力的合力为零.F=mg tg45°=0.2×10-3×10×1=2×10-3N . 题中小球A ,B 都视为点电荷,它们之间相互吸引,其作用力大小∴ 小球B 受到库仑力与小球A 受到库仑力为作用力和反作用力,所以小球B 受到的库仑力大小为2×10-3N .小球A 与小球B 相互吸引,B 带正电,小球A 带负电,所以 q A =-0.5×10-8C5.C【详解】体积很小的带电体,如果相对于研究的问题,体积不能忽略不计,将其简化为点产生的误差较大,那么就不能简化为点,故A 错误;体积较大的带电体,如果相对于研究的问题,体积可以忽略不计,将其简化为点产生的误差较小,那么就可以简化为点电荷,故B 错误; 当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时,这时可把两个带电体简化为点电荷,不会产生较大的误差,只会使问题简化,故这两个带电体可看成点电荷,故C 正确;当电荷在球上均匀分布时,可以将其看成是电荷全部集中于球心的点电荷,否则会产生较大的误差,故D 错误;故选:C.【点睛】点电荷是个理想化的模型,和质点的概念一样,要视具体情况具体分析.6.B【解析】真空中两个电荷量均为Q 的点电荷,相距为r 时的相互作用静电力大小为F ,根据库仑定律,有2qQ F k r = 若这两个点电荷间的距离及电量变化后,它们之间的静电力大小变为:2223(2)6qQ kqQ F k r r ⋅'==,即6F F '=,故选项B 正确. 点睛:本题关键是根据库仑定律直接列式求解,基础题.在利用库仑定律解题时,要注意库仑定律的使用条件.7.C【解析】【详解】 接触前两个点电荷之间的库仑力大小为22233Q Q Q F k k r r⋅==,两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,所以两球分开后各自带点为+Q ,两球间库仑力的大小变为2243Q F k F r ''==,联立解得2r r '=,故C 正确,ABD 错误。
高中物理1.2库仑定律精讲精练新人教版选修31
高中物理 1.2 库仑定律精讲精练 新人教版选修3-1自我检测基础达标1.下列哪些物体可视为点电荷( )A .电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷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答案:BC2.关于库仑定律,下列说法正确的是( )A .凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F=k 221rQ Q 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 的带电金属球中心相距为4r 时,对于它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量答案:AC3.有两个半径为r 的金属球,相距为L,带电荷量分别为Q 1、Q 2.如图1-2-5所示,满足条件Lr ,则它们的静电力是( )图1-2-5A.kQ 1Q 2/L 2 B .kQ 1Q 2/(L+2r)2 C.kQ 1Q 2/(L+r)2 D .kQ 1Q 2/r 2答案:B4.有两个半径为r 的带电金属球中心相距为l(l=4r),对于它们之间的静电作用力(设每次带电荷量绝对值相同)( )A .在带同种电荷时大于带异种电荷时B .在带异种电荷时大于带同种电荷时C.在带等量负电荷时大于带等量正电荷时D.大小与带电性质无关,只取决于电荷量答案:B5.如图1-2-6所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A 、B ,上、下两根细线的拉力分别为F A 、F B .现使两球带同种电荷,此时上、下细线受拉力分别为F A ′、F B ′,则( )图1-2-6A.F A =F A ′,F B >F B ′B.F A =F A ′,F B <F B ′C.F A <F A ′,F B >F B ′D.F A <F A ′,F B <F B ′答案:B6.两个直径为r 的带电球,当它们相距100r 时的作用力为F ,当它们相距r 时的作用力为( )A .1001 F B .104F C.100F D .以上均不对 答案:D7.两个形状完全相同的金属球A 和B ,分别带有电荷量q A =-7×10-8 C 、q B =5×10-8 C,它们之间的吸引力为3.5×10-6 N .把它们在绝缘条件下相接触又放回原处,则此时它们之间的静电力是__________ (填“排斥力”或“吸引力”),大小是__________.(小球大小可忽略不计)答案:排斥力 1×10-7 N8.有两个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ,从其中一个电荷上取下ΔQ 的电荷量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来相比( )A .一定变大B .一定变小C .保持不变D .由于两电荷电性不确定,无法判断 答案:B9.两个形状完全相同的金属球,带电荷量分别为-2×10-9 C 和-6×10-9 C ,它们之间的静电力为F.在绝缘条件下,让它们接触后又放回原处,它们之间的静电力大小等于( )A .FB .34FC .43FD .31F 答案:B更上一层10.如图1-2-7所示,两个正电荷q 1、q 2电荷量都是3 C,静止于真空中,相距r=2 m.图1-2-7(1)在它们的连线AB 的中点O 放入正电荷Q ,求Q 受的静电力.(2)在O 点放入负电荷Q ,求Q 受的静电力.(3)在连线上A 点的左侧C 点放上负点电荷q 3,q 3=1 C 且AC=1 m ,求q 3所受的静电力.答案:(1)0 (2)0 (3)3×1010 N ,方向向右11.A 、B 两带电小球,A 固定不动,B 的质量为m .在库仑力作用下,B 由静止开始运动.已知初始时,A 、B 间的距离为d ,B 的加速度为a .经过一段时间后,B 的加速度变为a/4,此时,A 、B 间的距离应为( )A .dB .2dC .3dD .4d 答案:B12.氢原子中,电子绕核做圆周运动的半径为r=0.53×10-10 m ,已知电子和原子核上的电荷量都是e=1.6×10-19 C ,电子的质量为m e =9.1×10-31 kg ,氢原子核的质量为m p =1.67×10-27kg ,计算它们间的静电力和万有引力,并加以比较.答案:F 电=8.2×10-8 N ,F 引=3.6×10-47 N ,F 电远大于F 引.13.如图1-2-8所示,光滑绝缘水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量均为m ,间距均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施一水平力F 的同时放开三个小球,欲使三小球在运动过程中保持间距r 不变,求: 图1-2-8(1)C 球的电性和电荷量;(2)水平力F 的大小.答案:(1)C 球带负电,电荷量为2q(2)F=3223r q k。
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A.方向不同,离A越远库仑力越小
B.方向相同,离A越远库仑力越小
C.方向相同,离A越远库仑力越大
D.方向不同,离A越远库仑力越大
5.如图所示,点电荷+Q固定,点电荷+q沿直线从A运动到B.此过程中,两电荷间的库仑力是( )
A.滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力
B.滑块在运动过程的中间时刻速率小于
C.此过程中产生的内能为
D. Q产生的电场中a、b两点间的电势差Uab=
9.有两个完全相同的金属小球A、B,其中A球带电荷量为9Q,B球带电荷量为-Q,将A和B固定起来,二者间距离为r,二者间作用力大小为,然后让A球和B球接触,再放回原来位置,此时作用力与原来二者间作用力大小的比值是。(金属小球可视为点电荷)
B.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点恰静止,则小球所带的电荷量为
C.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,则O点与AB、BC、AC三边中点的电势差相等
D.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,则O点的场强比O′点的场强大
6.BCD
【解析】若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将一个正的试探电荷从O’点移动到O点,电场力做正功,电势降低,故A错误;若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点恰静止,小球受到的三个电场力的合力与重力平衡;
点睛:考查库仑力的相互作用力,掌握库仑力的方向,与其大小影响的因素,注意绳子的夹角大小是解题的关键。
5.D
【解析】带电相同的小球受斥力作用;当小球沿直线从A运动到B的过程中.两电荷间的距离先减小后增加,由于电量保持不变,根据 ,电场力先增大后减小,故ABC错误,D正确.故选D.
点睛:此题关键是知道电荷间的作用规律,掌握库仑定律公式 ,要明确其使用条件和各个物理量的含义。
A.吸引力,先变小后变大B.吸引力,先变大后变小
C.排斥力,先变小后变大D.排斥力,先变大后变小
6.如图所示,真空空间中四点O、A、B、C恰为一棱长为L的正四面体的四个顶点,其中A、B、C三点在水平面内,O′为三角形ABC的几何中心.已知静电力常量为k,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,则O点电势比O′点电势高
7.如图所示,中子内有一个电荷量为+ e的上夸克和两个电荷量为- e的下夸克,有一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上,如图所示给出的四幅图中,能正确表示出夸克所受静电作用力的是()
8.如图所示,绝缘水平面上固定一正点电荷Q,另一电荷量为-q、质量为m的滑块(可看作点电荷)从a点以初速度v0沿水平面向Q运动,到达b点时速度为零。已知a、b间距离为x,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。以下判断正确的是()
(1)此时两电荷相距多远?
(2)甲的速度为多大?
(3)两电荷的电势能减少了多少?
12.如图所示,两根长为L的绝缘细线下端各悬挂一质量为m的带电小球A、B,A、B带电荷量分别为+q和-q,今加上匀强电场(方向水平向左),场强为E,使联结AB的绝缘细线(长为L)拉直,并使两小球处于静止状态,E的大小应满足什么条件?
2017-2018学年度人教版选修3-1 1.2库仑定律定律作业
1.真空中两个点电荷所带的电荷量分别为Q和3Q,相距为r时相互作用的库仑力大小为F.若将它们间的距离增大为2r,其余条件不变,则库仑力大小变为
( )
A. B. FC.4FD.2F
2.两个完全相同的金属小球,分别带有+Q和-3Q的电荷量.当相距r时,它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开,再置于相距r的两点,则它们之间的库仑力大小为( )
10.两个半径为R的金属球所带电荷量分别为+Q1和+Q2,当两球心相距为r时,相互作用的库仑力大小不正确的是( )
A. B. C. D.无法确定下,它们由静止开始运动。起初甲的加速度为a,乙的加速度为4a,经过一段时间后,乙的加速度变为a,速度为v,求:
点睛:实际物体在一定条件下的科学抽象,即采用理想化模型的方法是高中常用方法.理想化模型是简化物理研究的重要手段,它抓住问题的主要因素,忽略次要因素.
4.A
【解析】根据同种电荷相斥,及库仑力即为两者的连线方向,因此它们的方向不同,再依据绳子的偏向角度,结合矢量的合成与平衡条件,小球受到的电场力与重力,及其夹角有关,当丝线与竖直方向夹角 越小,可知,离A远的库仑力越小,离A越近的库仑力越大,故A正确,BCD错误。
参考答案
1.B
【解析】根据库仑定律 可知距离增大为原来两倍时,库仑力变为原来的 ,B项正确.
2.A
【解析】开始时两电荷间的库仑力大小为 ,接触后电荷先中和再均分,各带-Q的电量,则库仑力大小变为 ,即库仑力变为原来的 ,A项正确.
3.C
【解析】质点作为理想化模型忽略了物体的体积和形状,选项A错误;点电荷作为理想化模型忽略了物体的形状和大小,选项B错误;理想变压器没有能量损失,选项C正确;理想电压表的内阻可视为无限大,其分流电流很小,可以忽略分流电流,选项D错误;故选C.
A. B.FC.9FD.3F
3.理想化模型是简化物理研究的重要手段,它抓住问题的主要因素,忽略次要因素,促进了物理学的发展,下列理想化模型建立的表述正确的是( )
A.质点作为理想化模型忽略了物体的质量
B.点电荷作为理想化模型忽略了物体的电荷量
C.理想变压器没有能量损失
D.理想电压表忽略了电压表的内阻
13.如图所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上,B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时,恰与A等高.若B的质量为 ,则B所带的电荷量是多少?(重力加速度g取10m/s2,静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2)
14.如图所示,将质量均为m,带电量均为+q的a、b两小球用两根长均为l的细线悬于O点,将另一个带电量也为+q的小球c从O点正下方较远处缓慢移向O点,当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时,细线的夹角恰好为120°,求此时细线上的拉力大小。