2022高中物理 第一章 靜電場 課時提升作業(yè)二 1.2 庫侖定律 新人教版選修3-1

2022高中物理 第一章 靜電場 課時提升作業(yè)二 1.2 庫侖定律 新人教版選修3-1一、選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分)1.關(guān)于庫侖定律，下列說法中正確的是()A.庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積很小的球體B.根據(jù)F=k，當兩電荷的距離趨近于零時，靜電力將趨向無窮大C.若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對q2的靜電力大于q2對q1的靜電力D.庫侖定律和萬有引力定律的表達式相似，都是平方反比定律【解析】選D。點電荷是實際帶電體在一定條件下的理想化模型，只有帶電體的大小和形狀對電荷的作用力影響很小時，實際帶電體才能視為點電荷，故選項A錯誤；當兩個“點電荷”之間的距離趨近于零時，這兩個“點電荷”已相對變成很大的帶電體，不能再視為點電荷，公式F=k已不能用于計算此時的靜電力，故選項B錯誤；q1和q2之間的靜電力是一對相互作用力，遵從牛頓第三定律，它們的大小相等，故選項C錯誤；庫侖定律與萬有引力定律的表達式相似，研究和運用的方法也很相似，都是平方反比定律，故選項D正確。2.真空中有甲、乙兩個點電荷，相距為r，它們間的靜電力為F。若甲的電量變?yōu)樵瓉淼?倍，乙的電量變?yōu)樵瓉淼?，距離變?yōu)?r，則它們之間的靜電力變?yōu)?)A. B.C. D.【解析】選B。設(shè)甲、乙兩點電荷原帶電量分別為Q甲、Q乙，距離為r，由庫侖定律得：F=k，當Q甲=2Q甲，Q乙=Q乙，r=2r時，F(xiàn)=k=k=F，故選B?！狙a償訓(xùn)練】A、B兩個點電荷之間的距離恒定，當其他電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將()A.可能變大B.可能變小C.一定不變D.不能確定【解析】選C。根據(jù)庫侖定律，兩個點電荷間的庫侖力只由兩個電荷的電量和它們之間的距離來確定，因此它們之間的庫侖力不受外界的影響。選項C正確。3.如圖所示，光滑絕緣的水平面上的P點固定一個帶正電的點電荷，在它的右側(cè)N點由靜止開始釋放一個也帶正電的小球(可視為質(zhì)點)，以向右為正方向，下列選項中能反映小球運動速度隨時間變化規(guī)律的是()【解析】選B。N點的小球釋放后，受到向右的庫侖力作用，開始向右運動，根據(jù)庫侖定律F=k可得，隨著兩者之間的距離的增大，小球受到的庫侖力在減小，根據(jù)牛頓第二定律a=可得，小球做加速度減小的加速直線運動，故選項B正確。4.(2018·淄博高二檢測)兩個可自由移動的點電荷，分別放在A、B兩處，如圖所示，A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負電Q2，且Q2=4Q1，另取一個可以自由移動的點電荷Q3放在A、B直線上，欲使Q1、Q2、Q3三者均處于平衡狀態(tài)，則()A.Q3為負電荷，且放于A左方B.Q3為負電荷，且放于B右方C.Q3為正電荷，且放于A、B之間D.Q3為正電荷，且放于B右方【解析】選A?！皟赏瑠A一異”即“同性在兩邊，異性在中間”。若Q3為負電荷，必放于A點左方；若Q3為正電荷，則必放于B點右方，排除B、C。由“兩大夾一小”知，Q2不能處于中間位置，排除D，所以選A。二、非選擇題(共22分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)5.如圖所示，A、B是兩個帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10 cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為m=30 g，則B帶電荷量是多少？(g取10 m/s2)【解析】因為B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高，設(shè)A、B之間的水平距離為L。依據(jù)題意可得tan 30°=，L= cm=10 cm對B進行受力分析，如圖所示，依據(jù)物體的平衡條件解得庫侖力：F=mgtan 30°=30×10-3×10× N=0.3 N依據(jù)F=k得：F=k解得Q=×10×10-2 C=1.0×10-6 C。答案：1.0×10-6 C【補償訓(xùn)練】如圖所示，用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中。三個帶電小球質(zhì)量相等，A球帶正電。平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零。(1)指出B球和C球分別帶何種電荷；并說明理由。(2)若A球帶電荷量為Q，則B球的帶電荷量為多少？【解析】(1)因為A球與B球間細線無拉力，A球與C球間細線也無拉力，所以B球、C球均與A球帶相反電性電荷，即B、C兩球都帶負電荷。(2)由對稱性知：qB=qC，B球受三力作用，如圖所示。根據(jù)平衡條件有：cos 60°=解以上兩式得：qB=故B球的帶電荷量為-答案：(1)B、C均帶負電，理由見解析(2)-【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1.人類已探明某星球帶負電，假設(shè)它是一個均勻帶電的球體，將一帶負電的粉塵置于該星球表面h處，恰處于懸浮狀態(tài)?，F(xiàn)設(shè)科學(xué)家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處，無初速度釋放，則此帶電粉塵將()A.向星球地心方向下落B.飛向太空C.仍在那里懸浮D.沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出【解析】選C。均勻帶電的星球可視為點電荷，粉塵原來能懸浮，說明它所受的庫侖力與萬有引力相平衡，即=G，可以看出，r增大，等式仍然成立，故選C?！狙a償訓(xùn)練】(多選)如圖所示，兩根絲線掛著兩個質(zhì)量相同的小球A、B，此時上、下絲線所受的力分別為TA和TB。如果使A帶正電荷，使B帶負電荷，上、下絲線所受的力分別為TA、TB，則()A.TA=TAB.TA<TAC.TA>TAD.TB<TB【解析】選A、D。以A、B兩球組成的整體為研究對象，無論是小球帶電還是小球不帶電，分析其受力情況并根據(jù)平衡條件可知：上方絲線的拉力大小總是等于下面兩球重力的大小。以B球為研究對象并分析其受力情況可知，當A、B球不帶電時：TB=mBg；當A、B球帶異種電荷時：TB=mBg-F，F(xiàn)為A、B兩球間的庫侖力。故選項A、D正確。2.(多選)兩個質(zhì)量分別是m1、m2的小球，各用絲線懸掛在同一點，當兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時，兩絲線張開一定的角度1、2，如圖所示，此時兩個小球處于同一水平面上，則下列說法正確的是()A.若m1>m2，則1>2 B.若m1=m2，則1=2C.若m1<m2，則1>2 D.若q1>q2，則1=2【解析】選B、C。以m1為研究對象，對m1受力分析如圖所示。由共點力平衡得FT sin 1=F斥FT cos 1=m1g由得tan 1=，同理tan 2=，因為不論q1、q2大小如何，兩帶電小球所受庫侖力屬于作用力與反作用力，大小永遠相等，故從tan =知，m大，則tan小，亦小，m相等，亦相等，故選項B、C正確。