2019高中物理 第一章 電與磁 課時(shí)訓(xùn)練2 點(diǎn)電荷間的相互作用 粵教版選修1 -1.docx

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課時(shí)訓(xùn)練2　點(diǎn)電荷間的相互作用 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.下列說法中正確的是(　　) A.點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體 B.點(diǎn)電荷就是體積和所帶電荷量都很小的帶電體 C.據(jù)F=kq1q2r2可知,當(dāng)r→0時(shí),F→∞ D.靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 答案D 2.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中,正確的是(　　) A.帶電球體一定可以看做點(diǎn)電荷 B.直徑大于1 cm的帶電球體一定不能看做點(diǎn)電荷 C.直徑小于1 cm的帶電球體一定可以看做點(diǎn)電荷 D.點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)都是理想化的模型 解析當(dāng)帶電體的大小和形狀對(duì)它們間的相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),帶電體便可以看做點(diǎn)電荷,至于點(diǎn)電荷到底多大則沒有條件限制,直徑大于1 cm的帶電球體和直徑小于1 cm的帶電球體有些時(shí)候可以看做點(diǎn)電荷,有些時(shí)候不能看做點(diǎn)電荷,這要看它們的大小和形狀在我們研究的問題中是否可以忽略不計(jì),故A、B、C項(xiàng)均錯(cuò).點(diǎn)電荷是一種理想化的模型,這一點(diǎn)和前面運(yùn)動(dòng)學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”類似,D項(xiàng)正確. 答案D 3.(多選)庫侖定律的適用條件是(　　) A.真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用 B.真空中任意帶電體間的相互作用 C.真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用 D.真空中兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí)可應(yīng)用庫侖定律 解析庫侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷. 答案CD 4.對(duì)于庫侖定律,下列說法正確的是(　　) A.凡計(jì)算真空中兩個(gè)帶電體間的相互作用力,就可以使用公式F=q1q2r2 B.兩個(gè)帶電小球即使相距非常近,也能用庫侖定律 C.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們之間的庫侖力大小一定相等 D.當(dāng)兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為4r時(shí),對(duì)于它們之間的靜電作用力大小,只取決于它們各自所帶的電荷量 解析當(dāng)兩帶電體相距很近時(shí),帶電體本身的形狀和大小對(duì)靜電力的影響不能忽略,即帶電體不能視為點(diǎn)電荷,因此不能直接使用庫侖定律公式進(jìn)行計(jì)算,A、B錯(cuò)誤;兩點(diǎn)電荷間的相互作用力符合牛頓第三定律,總是大小相等、方向相反、作用在兩個(gè)不同的物體上,不管兩帶電體帶電荷量是否相同,二者之間的相互作用力總是相等的,因此C正確;若兩帶電球半徑為r,距離為4r時(shí),兩球均不能看做點(diǎn)電荷,當(dāng)兩球帶同種電荷時(shí),它們間的等效距離大于4r,兩球帶異種電荷時(shí),它們間的等效距離小于4r,因此它們間的相互作用力不僅僅取決于兩球電荷量的大小,還與兩球電荷的電性有關(guān),故D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案C 5.下列哪些物體可看做點(diǎn)電荷(　　) A.電子和質(zhì)子在任何情況下都可看做點(diǎn)電荷 B.均勻帶電的理想絕緣球體在計(jì)算庫侖力時(shí)可看做點(diǎn)電荷 C.帶電的細(xì)桿在距離非常近時(shí)可以看做點(diǎn)電荷 D.帶電的金屬球一定不能看做點(diǎn)電荷 解析物體能否看做點(diǎn)電荷主要看它的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響,若很小,可以忽略形狀、大小等次要因素,即可看做點(diǎn)電荷.一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷,是相對(duì)于具體問題而言的,不能單憑其大小和形狀確定.所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.均勻帶電的理想絕緣球體在計(jì)算庫侖力時(shí),其效果跟電荷全部集中在球心位置相同,因此可以看做點(diǎn)電荷.所以選項(xiàng)B正確. 答案B 6.已知點(diǎn)電荷A的電荷量是點(diǎn)電荷B的2倍,則A對(duì)B作用力的大小跟B對(duì)A的作用力大小的比值為 (　　) A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.不一定 解析電荷間的相互作用力遵循牛頓第三定律,A對(duì)B的力與B對(duì)A的力是作用力與反作用力的關(guān)系,它們大小相等、方向相反.故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確. 答案C 7.在真空中有A和B兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們所帶電荷量分別是QA和QB,如果QA=5QB,則A電荷受到B電荷的作用力與B電荷受到A電荷作用力的大小之比為(　　) A.5∶1 B.1∶5 C.1∶1 D.25∶1 解析A對(duì)B的作用力和B對(duì)A的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,滿足牛頓第三定律,故選C. 答案C 8.兩帶電小球相距r時(shí),相互作用力是F,若將它們的電荷量都增加1倍,則它們之間的作用力是(　　) A.12F B.4F C.2F D.F 解析據(jù)庫侖定律可知,在電荷量改變前它們間的靜電力F=kq2r2,電荷量改變后它們間的靜電力F=k2q2qr2=4F. 答案B 9.兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B之間距離恒定,當(dāng)其他電荷移到A、B附近時(shí),A、B之間相互作用的庫侖力將(　　) A.一定不變 B.可能變大 C.可能變小 D.不能確定 解析根據(jù)靜電力相互作用的獨(dú)立性,A、B之間的作用力不受其他電荷的影響,故選A. 答案A 10.(多選)要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫侖力增大到原來的4倍,下列方法可行的是(　　) A.每個(gè)點(diǎn)電荷帶的電荷量都增大到原來的2倍,電荷間的距離不變 B.保持點(diǎn)電荷帶的電荷量不變,使兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離增大到原來的2倍 C.使一個(gè)點(diǎn)電荷帶的電荷量加倍,另一個(gè)點(diǎn)電荷帶的電荷量保持不變,同時(shí)使兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的12 D.保持點(diǎn)電荷帶的電荷量不變,將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的12 解析據(jù)庫侖定律分析: FA=k2q2qr2=4F,A項(xiàng)正確; FB=kq2(2r)2=F4,B項(xiàng)錯(cuò)誤; FC=k2qqr22=8F,C項(xiàng)錯(cuò)誤; FD=kq2r22=4F,D項(xiàng)正確. 答案AD 11.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,所帶電荷量分別是+4.010-9 C和-2.010-9 C,相距10 cm,電荷間相互作用力是多大?是引力還是斥力?(k=9.0109 Nm2/C2) 解析根據(jù)庫侖定律可得 F=kq1q2r2 =9.01094.010-92.010-90.12 N =7.210-6 N. 因?yàn)閮蓚€(gè)點(diǎn)電荷帶異種電荷,故相互吸引. 答案7.210-6 N　引力 能力提升 12.(多選)關(guān)于庫侖定律和萬有引力定律,下列說法正確的是(　　) A.靜電力和萬有引力都不是通過直接接觸而引起的 B.庫侖定律和萬有引力定律分別只適用于點(diǎn)電荷之間和質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用 C.帶電體都有質(zhì)量,因此它們之間除了靜電力外,還存在萬有引力 D.氫原子中的電子和原子核之間沒有萬有引力 解析靜電力和萬有引力都是非接觸力,A正確,萬有引力定律除適用于質(zhì)點(diǎn)外,對(duì)均勻球體也適用,B錯(cuò)誤;帶電體均有質(zhì)量,故靜電力和萬有引力同時(shí)存在,即使是氫原子中的電子和質(zhì)子的質(zhì)量很小,也是如此,C對(duì)、D錯(cuò). 答案AC 13.(多選)如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a和b,其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,將它們固定于絕緣支架上,兩球心間的距離為l,為球半徑的3倍.若使它們帶上等量異種電荷,使其電荷量的絕對(duì)值均為Q,那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達(dá)式不正確的是(　　) A.F引=Gm2l2,F庫=kQ2l2 B.F引≠Gm2l2,F庫≠kQ2l2 C.F引≠Gm2l2,F庫=kQ2l2 D.F引=Gm2l2,F庫≠kQ2l2 解析由于a、b兩球帶異種電荷相互吸引,使它們各自的電荷分布不均勻,即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集,又l=3r,不滿足l?r的要求,故不能將帶電球殼看做點(diǎn)電荷,所以不能應(yīng)用庫侖定律,故F庫≠kQ2l2;萬有引力定律適用于兩個(gè)可看做質(zhì)點(diǎn)的物體,雖然不滿足l?r,但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn),可以應(yīng)用萬有引力定律,故F引=Gm2l2. 答案ABC 14.一根玻璃棒和一根硬橡膠棒分別跟絲綢和毛皮摩擦后,測(cè)得所帶電荷量分別為q1、q2,把兩棒放在絕緣臺(tái)上相距r=10 cm,它們間的靜電力能用公式F=kq1q2r2計(jì)算嗎?為什么?假設(shè)使兩棒處于相隔r=10 m的兩處,它們間的靜電力能用上述公式計(jì)算嗎?為什么? 答案兩個(gè)棒能不能看做點(diǎn)電荷主要看其大小與兩棒間的距離相比是否可以忽略.當(dāng)r=10 cm時(shí),不能用公式F=kq1q2r2計(jì)算靜電力.因?yàn)閮砂舻拈L(zhǎng)度與間距相比差不多,不能看做點(diǎn)電荷.當(dāng)兩棒相距r=10 m時(shí),它們的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于間距,可以看做點(diǎn)電荷,就能夠用公式F=kq1q2r2計(jì)算它們之間的靜電力.