鲁科版高中物理选修3-1 课时作业：第1章 第2节 静电力库仑定律解释

第1章 静电场

第2节 静电力库仑定律解释

[课时作业] 对应学生用书第88页

一、选择题

1．关于点电荷,下列说法中正确的是( )

A ．体积小的带电体

B ．球形带电体

C ．带电少的带电体

D ．大小和形状对作用力影响可忽略的带电体

解析：带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大,形状如何,也不是看它所带的电荷量多大,故A 、B 、C 错,D 对． 答案：D

2．已知点电荷A 的电量是点电荷B 的2倍,则A 对B 的作用力与B 对A 的作用力大小之比为( )

A ．2∶1

B ．1∶2

C ．1∶1

D ．不确定

解析：A 对B 的作用力与B 对A 的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,与它们的带电量无关．故选C. 答案：C

3．真空中两个电性相同的点电荷q 1、q 2,它们相距较近,保持静止．今释放q 2,且q 2只在q 1的库仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( ) A ．不断减小 B ．不断增加 C ．始终保持不变

D ．先增大后减小

解析：同种电荷相互排斥,由库仑定律公式F ＝k q 1q 2

r 2,r 变大,库仑力F 减小,故A 正确．

答案：A

4．如图所示,A 为点电荷,电荷量为＋q ；B 为一个固定的均匀带电球体,电荷量为＋Q,A 在P 点时所受库仑力为F 1,若将A 移到B 的球心O 点,A 所

受库仑力为F 2,则( ) A ．F 2＝F 1 B ．F 2→∞ C ．F 2＝0

D ．无法确定

解析：当把A 放到B 的球心O 点时,库仑定律不适用．此时可采用无限分割的方法,将带电球体划分成无数个点电荷,由对称性知,位于球心处的A 电荷所受库仑力的合力为零,故C 正确． 答案：C

5．真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q 1>Q 2,点电荷q 置于Q 1、Q 2连线上某点时,正好处于平衡,则( )

A ．q 一定是正电荷

B ．q 一定是负电荷

C ．q 离Q 2比离Q 1远

D ．q 离Q 2比离Q 1近

解析：由q 受力平衡可知,q 带正电、带负电都能平衡,由于Q 1>Q 2,根据库仑定律可知,平衡时q 离Q 1远些,离Q 2近些,所以D 正确． 答案：D

6．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四条有向线段中的一条来表示,它应是( )

A ．F 1

B ．F 2

C ．F 3

D ．F 4

解析：a 与c 的斥力沿a→c 方向,b 与c 的引力沿c→b 方向,而b 的带电量多,故二力合成后F 2符合要求． 答案：B

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ab ＝5 cm,bc ＝3 cm,ca ＝4 cm.小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线．设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )

A ．a 、b 的电荷同号,k ＝169

B ．a 、b 的电荷异号,k ＝16

9

C ．a 、b 的电荷同号,k ＝64

27

D ．a 、b 的电荷异号,k ＝64

27

解析：若a 、b 的电荷同号,则c 所受库仑力的合力指向2或4区域；若a 、b 的电荷异号,则c 所受库仑力的合力指向1或3区域．故只有a 、b 的电荷异号,合力方向才能与a 、b 连线平行．设a 带正电荷,b 、c 带负电荷,c 受力如图甲所示,tan β＝tan α＝34,F b F a ＝tan β,由库仑定律得F b F a ＝r 2

ac ·|Q b |

r 2bc ·|Q a |,联

立得k ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪Q a Q b ＝64

27

.设a 、c 带正电荷,b 带负电荷,球c 处受力如图乙所示,tan β＝tan α＝34,tan β

＝F b F a ,由库仑定律得F b F a ＝r 2

ac ·|Q b |r 2bc ·|Q a |,联立得k ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪Q a Q b ＝6427

.故A 、B 、C 错误,D 正确．

甲 乙 答案：D

8．(多选)两个质量分别是m 1、m 2的小球,各用轻质丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )

A ．若m 1>m 2,则θ1>θ2

B ．若m 1＝m 2,则θ1＝θ2

C ．若m 1θ2

D ．若q 1>q 2,则θ1＝θ2

解析：以质量为m 1的小球为研究对象,对其受力分析如图所示．

由受力平衡得 F T sin θ1＝F 斥

① F T cos θ1＝m 1g

②

由①②两式联立得tan θ1＝

F 斥m 1g ,同理tan θ2＝F 斥′m 2g

,而F 斥＝F 斥′,因为不论q 1、q 2大小如何,两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力,大小相等,故由tan θ＝F

mg

知,m 越大,则tan θ越小,θ亦越

小⎝

⎛⎭⎪⎫θ<π2,m 相等,θ亦相等,故B 、C 正确．

答案：BC 二、非选择题

9．如图所示,把质量为2 g 的带负电的小球A 用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量为Q ＝4.0×10－6

C 的带正电的小球B 靠近A,当两

个带电小球在