人教版高二物理选修3-1_课后答案

第一章库仑定律 第一节

1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的

电荷。接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。

2． 答：由于A 、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，

这是电子由B 移动到A 的结果。其中，A 得到的电子数为

8

1019

10 6.25101.610n --=

=⨯⨯，与B 失

去的电子数相等。 3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体

B 中的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。

4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。因为，在把A 、

B 分开的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功。这是把机械转化为电能的过程。 第二节

1． 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把

A 球与

B 球接触，此时，B 球带电

2q ；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电4

q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248

B q q q

q =+÷=。

2． 答：192291222152

(1.610)9.010230.4(10)

q q e F k k N N r r --⨯===⨯⨯=（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生292

1.410/m s ⨯的加速度！）

3． 答：设A 、B 两球的电荷量分别为q 、q -，距离

为r ，则22kq F r

=-。当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A q

q =，C 的电荷量也是

2

c q

q =

；C 再与接触后，B 的电荷量变为224

B q

q q q -+

==-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288

A B q q q q q F k k k F r r r ⨯

'==-=-=。在此情况下，若再使A 、B 间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为2

11232F F F "='= 。

4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图1－6所示。4q 共受三个力的作

用，，由于1234q q q q q ====，相互间距离分别为

a

、a ，所以2122q F F k a ==，2

222q F k a

=。

根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且

大小是21222cos 45q F F F a

=︒+=

。由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的

连线向外。 5． 答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，

它的受力示意图见图1－7。静电斥力tan F mg θ=

5tan 12θ==，又，22tan q F k mg r θ==，

所以，85.310q C -===⨯ 第三节

1． 答：A 、B 两处电场强度之比为1A B F

E q

nF E n

q

==。A 、C 两处电场强度之比为

A C

F E q n F E nq

==。 2． 答

：

电

子

所

在

处

的

电

场

强

度

为

19

91121121.6109.010/ 5.110/(5.310)

e E k N C N C r --⨯==⨯⨯=⨯⨯，方向沿着半径指向外。

电子受到的电场力为11198

5.110 1.6108.210F eE N N --==⨯⨯⨯=⨯，方向沿着半

径指向质子。

q 1

3

3． 答：重力场的场强强度等于重力与质量的比值，即mg

g m

=，单位是牛顿每千克，方向竖直向下。

4． 答：这种说法是错误的。例如，如图1－9所

示，有一带电粒子以平行于金属板的初速度射入电场，它沿电场线的方向做匀加速运动，而沿初速度方向做匀速运动，它的运动轨迹是曲线。也就是说，它的运动轨迹与电场线不重合。 5． （1）因为电场线的疏密程度反映电场强度的

强弱，所以，B 点的电场最强，C 点的电场最 弱。

（2）A 、B 、C 三点的电场强度的方向如图1－10所示。

（3）负电荷在A 、B 、C 三点时的受力方向如图1－10所示。 6． 答：小球受到重力、电场力F ，轻绳拉力T F 的

作用而处于平衡状态，它的受力情况如图1－11

所示。由图可知，

tan 30Eq F mg mg

==︒，268

1.01010tan 30/

2.910/2.010mg E N C N C q --⨯⨯

=

︒==⨯⨯。 7． 答：因为12Q Q >，所以，在1Q 左侧的x 轴上，1Q 产生的电

场的电场强度总是大于2Q 产生的电场的电场强度，且方向总是指向x 轴负半轴，在

0x =和6x cm =之间，电场强度总是指向x 轴的正方向。所以，只有在2Q 右侧的x

轴上，才有可能出现电场强度为0的点。 （1）设该点距离原点的距离为x ，则12

220(6)

Q Q k

k x x -=-，即224(6)0x x --=，解得14x cm =（不合题意，舍去）和12x cm =。所以，在212x cm =处电场强度等于0。

（2）在x 坐标轴上06x cm <<和12x cm >的地方，电场强度的方向总是沿x 轴的正方向的。

B