2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第2節(jié) 庫(kù)侖定律練習(xí) 新人教版選修3-1.doc

第2節(jié)庫(kù)侖定律基礎(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是(D)A.任何帶電體都可以看成是電荷全部集中于球心的點(diǎn)電荷B.球狀帶電體一定可以看成點(diǎn)電荷C.點(diǎn)電荷就是元電荷D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷應(yīng)由具體情況而定解析:一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,是相對(duì)于具體問(wèn)題而言的,不能單憑其大小和形狀及帶電荷量的多少來(lái)判斷,選項(xiàng)D正確,A,B錯(cuò)誤;元電荷是電荷量,點(diǎn)電荷是帶電體的抽象,兩者的內(nèi)涵不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.2.下列哪些帶電體可視為點(diǎn)電荷(C)A.電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷B.在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)均勻帶電的絕緣球體可視為點(diǎn)電荷C.帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷D.帶電的金屬球一定不能視為點(diǎn)電荷解析:電子和質(zhì)子在研究的范圍非常小,可以與它的大小差不多時(shí),不能看做點(diǎn)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)均勻帶電的絕緣球體在一定的條件下可視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;帶電的細(xì)桿在它的大小相比與研究的范圍來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)時(shí),可以視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)C正確;帶電的金屬球在它的大小相比與研究的范圍來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)時(shí),可以視為點(diǎn)電荷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(2018四川綿陽(yáng)中學(xué)測(cè)試)要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍,下列方法可行的是(A)A.每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都增大到原來(lái)的2倍,電荷間的距離不變B.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,使兩個(gè)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍C.一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量加倍,另一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量保持不變,同時(shí)使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的D.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的解析:根據(jù)庫(kù)侖定律F=k可知,當(dāng)r不變時(shí),q1,q2均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,F變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,選項(xiàng)A正確;同理可求得B,C,D中F均不滿足條件,選項(xiàng)B,C,D錯(cuò)誤.4.兩個(gè)半徑為R的帶電球所帶電荷量分別為q1和q2,當(dāng)兩球心相距3R時(shí),相互作用的靜電力大小(D)A.F=kB.F>kC.F<kD.無(wú)法確定解析:因?yàn)閮汕蛐木嚯x不比球的半徑大很多,所以不能看做點(diǎn)電荷,必須考慮電荷在球上的實(shí)際分布.當(dāng)q1,q2是同種電荷時(shí)會(huì)相互排斥,分布于最遠(yuǎn)的兩側(cè),距離大于3R;當(dāng)q1,q2是異種電荷時(shí)會(huì)相互吸引,分布于最近的一側(cè),距離小于3R,所以靜電力可能小于k,也可能大于k,選項(xiàng)D正確.5.兩個(gè)分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫(kù)侖力的大小為F.兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?則小球間庫(kù)侖力的大小變?yōu)?C)A.FB.FC.FD.12F解析:因?yàn)橄嗤膬蓭щ娊饘傩∏蚪佑|后,它們的電荷量先中和后均分,所以接觸后兩小球帶電荷量均為Q=Q,由庫(kù)侖定律得,接觸前F=k,接觸后F=k=k.聯(lián)立得F=F,選項(xiàng)C正確.6.兩個(gè)大小相同的金屬小球A,B分別帶有qAqB=41數(shù)值的電荷量,相距較遠(yuǎn),相互間引力為F.現(xiàn)將另一個(gè)不帶電的、與A,B完全相同的金屬小球C,先與A接觸,再與B接觸,然后離開(kāi),則A,B間的作用力變?yōu)?B)A.FB.FC.FD.F解析:金屬小球A,B之間是庫(kù)侖引力,故金屬小球A,B帶異種電荷,設(shè)金屬小球A為正電荷,B為負(fù)電荷.原來(lái)金屬小球A,B之間的庫(kù)侖引力為F=k=4.第三個(gè)不帶電的金屬小球C與A接觸后,金屬小球A和C的電荷量都為2q,金屬小球C與B接觸時(shí)先中和再平分,則金屬小球C,B分開(kāi)后電荷量均為=,這時(shí)A,B兩球之間的相互作用力的大小F=k=k=,故選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤.7.如圖所示,三個(gè)完全相同的金屬小球a,b,c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和c帶正電,b帶負(fù)電,a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示,它應(yīng)是(B)A.F1B.F2C.F3D.F4解析:根據(jù)“同電相斥,異電相吸”規(guī)律,確定電荷c受到a和b的庫(kù)侖力方向,考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量,故Fac與Fbc的合力只能為F2,選項(xiàng)B正確.能力提升8.(2018重慶育才中學(xué)測(cè)試)如圖所示,有三個(gè)點(diǎn)電荷A,B,C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,已知三角形邊長(zhǎng)為1 cm,B,C電荷量為qB=qC=110-5 C,A電荷量為qA=-210-6 C,A所受B,C兩個(gè)電荷的靜電力的合力F的大小和方向?yàn)?D)A.180 N,沿AB方向B.180 N,沿AC方向C.180 N,沿BAC的角平分線D.180 N,沿BAC的角平分線解析:qB,qC電荷對(duì)qA的庫(kù)侖力大小相等,所以F=F1=F2=180 N;兩個(gè)靜電力,夾角為60,所以合力F=2Fcos 30=2180 N=180 N,方向沿BAC的角平分線,故選項(xiàng)D正確.9.如圖所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷,電荷量分別為q1=410-9 C和q2=-910-9 C,分別固定于相距20 cm的a,b兩點(diǎn),有一個(gè)點(diǎn)電荷q放在a,b所在直線上且靜止不動(dòng),該點(diǎn)電荷所處的位置是(A)A.在a點(diǎn)左側(cè)40 cm處B.在a點(diǎn)右側(cè)8 cm處C.在b點(diǎn)右側(cè)20 cm處D.無(wú)法確定解析:此電荷電性不確定,根據(jù)平衡條件,它應(yīng)在q1點(diǎn)電荷的左側(cè),設(shè)距q1距離為x,由k=k,將數(shù)據(jù)代入解得x=40 cm,故選項(xiàng)A正確.10.(2018山東平陰檢測(cè))(多選)兩個(gè)質(zhì)量分別是m1,m2的小球,各用絲線懸掛在同一點(diǎn),當(dāng)兩球分別帶同種電荷,且電荷量分別為q1,q2時(shí),兩絲線張開(kāi)一定的角度1,2,如圖所示,此時(shí)兩個(gè)小球處于同一水平面上,則下列說(shuō)法正確的是(BC)A.若m1>m2,則1>2B.若m1=m2,則1=2C.若m1<m2,則1>2D.若q1=q2,則1=2解析:以m1為研究對(duì)象,對(duì)m1受力分析如圖所示.由共點(diǎn)力平衡得FTsin 1=F庫(kù)FTcos 1=m1g解得tan 1=,同理tan 2=,因?yàn)椴徽搎1,q2大小如何,兩帶電小球所受庫(kù)侖力屬于作用力與反作用力,永遠(yuǎn)相等,故從tan =知,m大,則tan 小,也?。?lt;）,m相等,也相等,故選項(xiàng)B,C正確.11.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上沿一直線等距離排列三個(gè)小球A,B,C,三球質(zhì)量均為m,A與B,B與C相距均為L(zhǎng)(L比球半徑r大得多).若小球均帶電,且qA=+10q,qB=+q,為保證三球間距不發(fā)生變化,將一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右勻加速運(yùn)動(dòng).求:(1)F的大小;(2)C球的電性和電荷量.解析:因A,B為同種電荷,A球受到B球的庫(kù)侖力向左,要使A向右勻加速運(yùn)動(dòng),則A球必須受到C球施加的向右的庫(kù)侖力,故C球帶負(fù)電.設(shè)加速度為a,對(duì)A,B,C三球組成的整體,由牛頓第二定律有F=3ma對(duì)A球,由牛頓第二定律有k-k=ma對(duì)B球,由牛頓第二定律有k+k=ma解得F=,qC=q.答案:(1)(2)帶負(fù)電,電荷量為q(教師備用)1.不帶電的金屬球A的正上方有一點(diǎn)B,該處有帶電液滴自靜止開(kāi)始落下,到達(dá)A球后電荷全部傳給A球,不計(jì)其他阻力的影響,則下列敘述中正確的是(D)A.第一個(gè)液滴做自由落體運(yùn)動(dòng),以后的液滴做變加速直線運(yùn)動(dòng),而且都能到達(dá)A球B.當(dāng)液滴下落到重力等于庫(kù)侖力位置時(shí),速度為零C.當(dāng)液滴下落到重力等于庫(kù)侖力位置時(shí),開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)D.一定有液滴無(wú)法到達(dá)A球解析:在第一滴液滴落在A上后,其他的液滴越靠近A受到的庫(kù)侖力越大.當(dāng)液滴下落到重力等于庫(kù)侖力位置時(shí),速度最大;繼續(xù)靠近A做減速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B,C錯(cuò)誤;液滴落在A上的數(shù)目越多,A上的電荷量變多,A球與液滴間斥力逐漸增大,設(shè)某液滴下落過(guò)程中在庫(kù)侖力和重力作用下,先加速再減速到達(dá)A球時(shí)速度剛好為零,則以后再滴下的液滴將無(wú)法到達(dá)A球,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,D正確.2.(2018黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖所示,分別在A,B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1=+210-14 C和Q2=-210-14 C.在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C,且AB=AC=BC=610-2 m.如果有一高能電子靜止放在C點(diǎn)處,則它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何?解析:電子帶負(fù)電荷,在C點(diǎn)同時(shí)受A,B兩點(diǎn)電荷的作用力FA,FB,如圖所示.由庫(kù)侖定律F=k,得FA=k=8.010-21 N,FB=k=8.010-21 N由矢量平行四邊形定則和幾何知識(shí)得靜止放在C點(diǎn)的高能電子受到的庫(kù)侖力F=FA=FB=8.010-21 N,方向平行于AB連線由B指向A.答案:8.010-21 N方向平行于AB連線由B指向A3.(2018上海市普陀區(qū)調(diào)研)如圖所示,+Q1和-Q2是兩個(gè)可自由移動(dòng)的電荷,且Q2=4Q1;現(xiàn)再取一個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3放在Q1與Q2連接的直線上,欲使整個(gè)系統(tǒng)平衡,那么(A)A.Q3應(yīng)為負(fù)電荷,放在Q1的左邊B.Q3應(yīng)為負(fù)電荷,放在Q2的右邊C.Q3應(yīng)為正電荷,放在Q1的左邊D.Q3應(yīng)為正電荷,放在Q2的右邊解析:假設(shè)Q3放在Q1,Q2之間,那么Q1對(duì)Q3的靜電力和Q2對(duì)Q3的靜電力方向相同,Q3不能處于平衡狀態(tài),所以假設(shè)不成立;設(shè)Q3所在位置與Q1的距離為r13,Q3所在位置與Q2的距離為r23,要能處于平衡狀態(tài),所以Q1對(duì)Q3的靜電力大小等于Q2對(duì)Q3的靜電力大小;即k=k,由于Q2=4Q1,所以r23=2r13,所以Q3位于Q1的左方;根據(jù)同種電荷排斥,異種電荷吸引,可判斷Q3帶負(fù)電.故選項(xiàng)A正確.4.(多選)如圖所示,q1,q2,q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知q1與q2之間的距離為l1,q2與q3之間的距離為l2,且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài).則(AC)A.如果q2為正電荷,則q1,q3都為負(fù)電荷B.如果q2為負(fù)電荷,則q1為負(fù)電荷,q3為正電荷C.q1與q2兩個(gè)電荷量大小之比為(l1+l2)2D.q1與q3兩個(gè)電荷量大小之比為解析:若q2為正電荷,對(duì)q1而言,要讓其平衡,q3為負(fù)電荷,但對(duì)q2而言,q1和q3為同種電荷,所以q1與q3都為負(fù)電荷;若q2帶負(fù)電,則q1,q3都為正電荷,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由庫(kù)侖定律和平衡條件知,對(duì)q1有k=k;對(duì)q3有k=k.由上式得=,=,所以=,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.