2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 2 庫侖定律練習(xí) 新人教版選修3-1.doc

2庫侖定律知識點一點電荷1.物理學(xué)引入“點電荷”概念,從科學(xué)方法上來說屬于()A.觀察實驗的方法B.控制變量的方法C.等效替代的方法D.建立物理模型的方法2.下列對于點電荷的理解正確的是()A.體積很大的帶電體都不能看作點電荷B.只要是體積很小的帶電體就能看作點電荷C.只要是均勻的球形帶電體,不管球的大小如何,都能看作點電荷D.當(dāng)兩個帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時,這兩個帶電體都能看作點電荷知識點二庫侖定律及其應(yīng)用3.(多選)如圖L1-2-1所示的實驗裝置為庫侖扭秤.細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒,棒的一端是一個帶電的金屬小球A,另一端有一個不帶電的球B,B與A所受的重力平衡.當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時,A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小,改變A和C之間的距離r,記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可找到A、C之間的力F與距離r的關(guān)系.這一實驗中用到的物理方法有()A.微小量放大法B.極限法C.比值定義法D.控制變量法4.下列對庫侖定律的理解正確的是()A.對于任何帶電體之間的靜電力,都可以使用公式F=k計算B.只要是點電荷之間的靜電力,就可以使用公式F=k計算C.無論是在真空中還是在介質(zhì)中,兩個點電荷之間的靜電力一定是大小相等、方向相反圖L1-2-1D.用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引碎紙屑,說明碎紙屑一定帶正電5.兩個所帶電荷量分別為-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)固定在相距為r的兩處,它們之間的庫侖力大小為F.使兩小球相互接觸而后分開并將其固定在距離為的兩處,則現(xiàn)在兩球間庫侖力的大小為()A.FB.FC.FD.12F6.在“探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和二者所帶的電荷量有關(guān).他選用兩個均帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒的C點,如圖L1-2-2所示.圖L1-2-2實驗時,先保持兩球所帶的電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察后發(fā)現(xiàn)兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離和小球A不變,改變小球B所帶的電荷量,觀察后發(fā)現(xiàn)小球B所帶的電荷量越大,B球懸線的偏角越大.實驗表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的而增大,隨其所帶電荷量的而增大.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”).知識點三帶電體間的平衡7.2017萬州二中期中三個點電荷在彼此的庫侖力作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài),則以下說法中不正確的是()A.它們一定在同一直線上B.它們?nèi)峭N電荷C.每個電荷受到的庫侖力的合力等于零D.它們不全是同種電荷8.如圖L1-2-3所示,兩根細(xì)線掛著質(zhì)量相同的兩個小球A、B,A、B均靜止且不帶電,上、下兩根細(xì)線所受的拉力大小分別為FA、FB.現(xiàn)使兩球帶上異種電荷,此時上、下兩根細(xì)線所受的拉力大小分別為FA、FB,則()圖L1-2-3A.FA=FA,FB>FBB.FA=FA,FB<FBC.FA<FA,FB>FBD.FA<FA,FB<FB9.2017湖州期中如圖L1-2-4所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點,細(xì)線長為l.當(dāng)將電荷量為-q的點電荷B置于空間某位置時,小球A靜止,懸線與豎直方向的夾角=30,A、B連線與豎直方向的夾角恰好也為30,則A、B之間的距離為()圖L1-2-4A.lB.qC.qD.q10.如圖L1-2-5所示,三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上,已知A、B都帶正電荷,A所受B、C兩個點電荷的靜電力的合力如圖中FA所示,那么可以判定點電荷C所帶電荷的電性()A.一定是正電B.一定是負(fù)電C.可能是正電,也可能是負(fù)電D.無法判斷圖L1-2-5知識點四庫侖定律在動力學(xué)中的應(yīng)用11.2017開灤二中期中圖L1-2-6是粒子(氦原子核)被帶正電的重金屬原子核散射的運動軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點,在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止.圖中所標(biāo)出的粒子在各點處的加速度方向正確的是()圖L1-2-6A.M點B.N點C.P點D.Q點12.(多選)兩個半徑相同的金屬小球所帶電荷量之比為17,相距為r,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,則相互作用力可能為原來的()A.B.C.D.13.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個相同的金屬小球,小球A、B、C位于等邊三角形的三個頂點上,小球D位于三角形的中心,如圖L1-2-7所示.已知小球A、B、C帶等量的正電荷Q,小球D帶負(fù)電荷q,若四個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則Q與q的比值為()A.B.C.3D.圖L1-2-714.如圖L1-2-8所示,半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有總電荷量為+Q的電荷,另一電荷量為+q的點電荷被放置在球心O處,由于對稱性,點電荷受到的合力為零.現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個小圓孔,則此時置于球心的點電荷受到的靜電力為多大?方向如何?(已知靜電力常量為k)圖L1-2-815.如圖L1-2-9所示,電荷量Q=210-7C的正點電荷A固定在空間中的O點,將質(zhì)量m=210-4kg、電荷量q=110-7C的另一正點電荷B從O點正上方高l=0.5m的某處由靜止釋放,B在運動過程中速度最大的位置在P點.若靜電力常量k=9109Nm2/C2,重力加速度g取10m/s2.求:(1)B在距O點l=0.5m處時的加速度大小;(2)P、O間的距離L.圖L1-2-91.D解析點電荷是為了研究物理問題方便而引入的物理模型,是由實際物體抽象所得,D正確.2.D解析帶電體能否看作點電荷由研究問題的性質(zhì)決定,與自身大小、形狀無具體關(guān)系,當(dāng)帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時,這個帶電體可看作點電荷,D正確.3.AD解析把微弱的庫侖力轉(zhuǎn)換放大成可以看得到的扭轉(zhuǎn)角度,并通過扭轉(zhuǎn)角度的大小找出力和距離的關(guān)系,是放大法,選項A正確;保持帶電荷量不變,改變A和C的距離r,從而得到F和r的關(guān)系,是控制變量法,選項D正確.4.C解析庫侖定律F=k只適用于真空中的點電荷,而不是任意的帶電體,選項A、B錯誤;兩個點電荷之間的靜電力為作用力與反作用力,選項C正確;帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì),紙屑可能帶正電,也可能不帶電,選項D錯誤.5.C解析兩小球接觸前,庫侖力F=k,接觸后二者所帶的電荷量都變?yōu)镼,所以接觸后兩小球之間的庫侖力F=k=F,選項C正確.6.減小增大控制變量法解析由B球的受力及平衡條件可知,A、B間的相互作用力F越大時,懸線偏角越大,故距離越小時B球懸線偏角越大表明相互作用力在距離越小時數(shù)值越大,改變電荷量時道理相同;因本實驗中探究的是相互作用力與距離及電荷量之間的關(guān)系,且是先保持電荷量不變以探究作用力與距離的關(guān)系,又保持距離不變以探究作用力與電荷量的關(guān)系,這正是控制變量法的典型特征.7.B解析三個點電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài),所有庫侖力應(yīng)在同一直線上,對錯誤兩側(cè)的某一電荷,受到的兩庫侖力等大反向,另兩電荷一定為異種電荷,選項B錯誤.8.A解析以A、B整體作為研究對象分析可知,A、B無論是帶電還是不帶電,上面線的拉力都等于A、B的重力之和,所以FA=FA;當(dāng)A、B不帶電時,FB=mg,當(dāng)A、B帶異種電荷時,它們相互吸引,則FB<mg,所以FB>FB,選項A正確.9.B解析對小球A,由平衡條件得2Fcos=mg,而F=,聯(lián)立可得距離r=q,選項B正確.10.B解析因A、B都帶正電,所以靜電力表現(xiàn)為斥力,即B對A的作用力沿BA的延長線方向,而不論C帶正電還是帶負(fù)電,A和C的作用力方向都必須在AC連線上,由平行四邊形定則知,合力一定沿兩個分力所組成的平行四邊形的對角線,所以A和C之間為引力,故C帶負(fù)電,選項B正確.11.C解析由庫侖定律,粒子(氦原子核)受到重金屬原子核的庫侖力背離重金屬原子核,由牛頓第二定律,加速度與庫侖力方向相同,選項C正確.12.CD解析設(shè)兩小球的電荷量分別為q與7q,由庫侖定律可知,原來相距r時的相互作用力F=k=,由于兩球的電性未知,接觸后相互作用力的計算可分為兩種情況:(1)兩球電性相同.相互接觸時兩球電荷量平分,兩球帶電荷量均為=4q,放回原處后的相互作用力F1=k=,故=,D正確.(2)兩球電性不同.相互接觸時電荷先中和再平分,兩球帶電荷量均為=3q,放回原處后的相互作用力F2=k=,故=,C正確.13.D解析設(shè)三角形邊長為L,由幾何知識知,AD長度為L.以小球A為研究對象,由庫侖定律知,B、C對A球的庫侖力大小均為F=k,兩力的合力F合=2Fcos30=k,A、D間的庫侖力F=k=3k,根據(jù)平衡條件得F合=F,即k=3k,所以Q=q,即Q與q的比值為,D正確.14.k由球心指向小圓孔中心解析球心處的點電荷受到的靜電力為在球殼上與小圓孔相對的小圓面B對它的作用力.小圓面B所的電荷量q=Q=Q,根據(jù)庫侖定律,它對球心處的點電荷的作用力F=k=k=,其方向由球心指向小圓孔中心.15.(1)6.4m/s2(2)0.3m解析(1)根據(jù)牛頓第二定律有mg-k=ma,解得a=6.4m/s2.(2)當(dāng)B受到的合力為零時,速度最大,則mg=k,解得L=0.3m.