2018版高中物理 第1章 靜電與靜電場 學業(yè)分層測評2 電荷間的相互作用 魯科版選修1 -1.doc

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學業(yè)分層測評(二) 電荷間的相互作用 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是(　　) A．體積較大的帶電體在任何條件下都不可看成點電荷 B．足夠小(例如體積小于1 mm3)的帶電體，一定可以看作點電荷 C．由庫侖定律可知，兩個電荷間的距離趨于無窮小時，庫侖力趨于無限大 D．一個帶電體能否看成點電荷，不是看它尺寸的絕對值，而是看它的形狀和大小對相互作用力的影響是否能忽略不計 【解析】　一個帶電體能否看成點電荷，并不只是看它本身尺寸的大小，而是看它的形狀和大小對相互作用力的影響能否忽略不計，D正確．當研究兩個距離很遠的星球間的庫侖力時，兩星球也可視為點電荷，A錯誤．兩個很小的帶電體距離很小時也不可看作點電荷，B錯誤．庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷，當兩電荷間的距離趨于無窮小時，電荷不能視為點電荷，庫侖定律不能使用了，它們間的庫侖力并非無窮大，C錯誤． 【答案】　D 2．(多選)庫侖定律的適用范圍是(　　) A．真空中兩個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．真空中兩個點電荷間的相互作用 D．真空中兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離，則可應用庫侖定律 【解析】　兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離時，這兩個帶電體均可視為點電荷，而且在真空中，則可應用庫侖定律，故C、D正確． 【答案】　CD 3．在真空中兩個點電荷A、B相距10 cm，A的帶電荷量是B的帶電荷量的10倍，B受的庫侖力是0.1 N，則A受到的庫侖力是(　　) 【導學號：18152013】 A．1 N　　　　　　 B．0.1 N C．10 N D．100 N 【解析】　A、B間的庫侖力應是作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，A受的庫侖力為0.1 N. 【答案】　B 4．真空中兩個異種點電荷q1、q2相距一定距離．現(xiàn)固定q1，再把q2移到遠處的過程中，q2受到的庫侖力(　　) ①不斷增大?、诓粩鄿p小?、凼俏Α、苁桥懦饬? A．①③　　　 B．②③ C．①④　　　 D．②④ 【解析】　由庫侖定律可得，把q2移到遠處的過程中，q2受到的庫侖力不斷減小，②正確，由于q1和q2是異種電荷，所以q2受到的庫侖力是吸引力，③正確． 【答案】　B 5．兩個大小相同的金屬球，所帶電荷量分別為3Q和－Q，相距r時(r遠大于金屬球半徑)，它們之間的相互作用力大小為F.現(xiàn)將兩球接觸后分開，并使它們相距2r，則它們之間的相互作用力大小將變?yōu)?　　) A.　　　　 B. C.　　　 D. 【解析】　兩球接觸前的相互作用力大小F＝k＝.兩球接觸后，電荷先中和再平分，兩球分開后的帶電量均為＝Q，所以兩球間作用力大小變?yōu)镕′＝＝. 由以上可知F′＝. 【答案】　C 6．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開．圖中所表示的驗電器上感應電荷的分布情況正確的是(　　) 【解析】　把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，若金屬球帶正電，則將導體上的自由電子吸引上來，這樣驗電器的上部將帶負電，箔片帶正電；若金屬球帶負電， 則將導體上的自由電子排斥到最遠端，這樣驗電器的上部將帶正電，箔片帶負電．選項B正確． 【答案】　B 7．兩個點電荷相距為d，相互作用力大小為F，保持兩點電荷的電荷量不變，改變它們之間的距離，使之相互作用力大小為4F，則兩點電荷之間的距離應是(　　) 【導學號：18152014】 A．4d　　　 B．2d　　　 C.　　　 D. 【解析】　由庫侖定律可知兩點電荷間的相互作用力與它們距離的平方成反比，所以當相互作用力大小變?yōu)樵瓉?倍時，兩電荷間的距離應變?yōu)樵瓉淼囊话?，即C正確． 【答案】　C 8．兩個帶正電的小球，放在光滑的水平絕緣板上，它們相距一定距離．若同時釋放兩球，它們的加速度之比將(　　) A．保持不變　 B．先增大后減小 C．增大 D．減小 【解析】　設(shè)兩球的質(zhì)量分別為m1、m2，兩球所受的庫侖斥力大小分別為F1、F2.由牛頓第二定律可知，a1＝，a2＝，由牛頓第三定律可知，兩球間的庫侖斥力等大反向，故F1＝F2，可得出＝，故兩球的加速度之比與兩球間距大小無關(guān)，A正確． 【答案】　A [能力提升] 9．(多選)半徑相同的金屬球A、B帶有等量電荷，相距一定距離時，兩球間的相互作用的庫侖力為F.今讓第三個與A、B相同的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸后再移開，此時A、B的相互作用力大小可能是(　　) A.　　　　 B. C.　　　 D. 【解析】　金屬球A、B之間存在著相互作用力即庫侖力，利用庫侖定律F＝k可知，若當兩小球的距離不變時，兩球之間的相互作用力的大小與它們之間的帶電荷量的乘積成正比．因兩個小球的帶電性不明確，所以兩個小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故兩個小球之間的作用力可能是相互吸引力，也可能是相互排斥力． 若兩個小球帶同種電荷時，C分別與A、B相接觸后，電荷量直接平均分配，最后A、B的帶電荷量剩下原來的和.故此時兩個金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼?，? 若兩個小球帶異種電荷時，C先與A接觸，電荷量平均分配；再與B接觸，電荷量先中和后，再平均分配．最后A、B的帶電荷量剩下原來的和，故此時兩個金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼?，即F. 【答案】　AB 10．在真空中有兩個點電荷，其中一個電荷的電荷量是另一個電荷的4倍，當它們相距0.05 m時，相互斥力為1.6 N；當它們相距0.1 m時，相互斥力為______N．那么，這兩個點電荷的電荷量分別為______C和______C. 【導學號：18152015】 【解析】　設(shè)其中一個的電荷量為q，則另一個的電荷量為4q， 由庫侖定律：F1＝k，F(xiàn)2＝k， 將F1＝1.6 N，r1＝0.05 m， r2＝0.1 m代入可解得 F2＝0.4 N，q＝10－6 C， 4q＝10－6 C. 【答案】　0.4　10－6　10－6 11．真空中有兩個靜止的點電荷，相距18 cm，其中Q1帶正電，電荷量為1.810－12 C，它們之間的引力F＝1.010－12 N，求Q2所帶的電荷量及電性． 【解析】　由于是真空中的兩個點電荷，符合運用庫侖定律解題的條件．由庫侖定律：F＝k， 可得Q2＝＝ C＝2.010－12 C. 因為Q1、Q2間的作用力為引力，可見Q2帶負電． 【答案】　2.010－12 C　負電 12．兩個帶電小球，質(zhì)量都是1 kg，帶電荷量都為2.010－5 C，相隔較遠，以至于兩球可看成點電荷，試求它們之間的靜電力與萬有引力之比. 【導學號：18152016】 【解析】　因為兩球都可看成點電荷和質(zhì)點，所以可直接應用庫侖定律和萬有引力定律計算靜電力和萬有引力． ＝＝＝＝5.41010. 【答案】　5.41010