高中物理課時(shí)分層作業(yè)點(diǎn)電荷間相互作用粵教選修

高中物理課時(shí)分層作業(yè)點(diǎn)電荷間的相互作用粵教版選修高中物理課時(shí)分層作業(yè)點(diǎn)電荷間的相互作用粵教版選修PAGE高中物理課時(shí)分層作業(yè)點(diǎn)電荷間的相互作用粵教版選修課時(shí)分層作業(yè)(二)點(diǎn)電荷間的相互作用[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練](15分鐘50分)一、選擇題(此題共6小題，每題7分)1．以下對(duì)于點(diǎn)電荷的說法正確的選項(xiàng)是()A．點(diǎn)電荷是客觀存在的帶有電荷的幾何點(diǎn)B．假如帶電體自己大小和形狀對(duì)它們間的相互作用影響可忽視，即可視為點(diǎn)電荷C．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作使勁，跟它們之間的距離成反比D．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作使勁，跟它們所帶的電荷量的乘積成反比B[點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，客觀不存在，故A錯(cuò)；由庫(kù)侖定律可知，真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作使勁，跟它們之間的距離的平方成反比，跟它們所帶的電荷量的乘積成正比，故C錯(cuò)、D錯(cuò)．]2．A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離恒定，當(dāng)其余電荷移到A、B周邊時(shí)，A、B之間的庫(kù)侖力將()A．可能變大B．可能變小C．必定不變D．不可以確立C[依據(jù)庫(kù)侖定律，兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力只由兩個(gè)電荷的電荷量和它們間的距離來確立，所以它們間的庫(kù)侖力不會(huì)遇到外界的影響．選項(xiàng)C正確．]3．兩個(gè)半徑為R的金屬球所帶電荷量分別為Q1和Q2，當(dāng)兩球心相距為r時(shí)，相互作用的庫(kù)侖力大小為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082008】A．F＝keq\f(Q1Q2,r2)B．F＞keq\f(Q1Q2,r2)C．F＜keq\f(Q1Q2,r2)D．沒法確立D[庫(kù)侖定律的合用條件是真空中的點(diǎn)電荷，此題中兩球的球心間距r與球自己半徑R的關(guān)系不明確，所以兩球間的相互作使勁沒法確立，即選項(xiàng)D正確．]4.如圖1-2-2所示，兩個(gè)帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以必定()圖1-2-2A．兩球都帶正電B．兩球都帶負(fù)電C．大球遇到的靜電力大于小球遇到的靜電力D．兩球遇到的靜電力大小相等D[兩個(gè)帶電體之間存在著排擠力，故兩球帶同種電荷，可能都帶正電，也可能都帶負(fù)電，應(yīng)選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；靜電力依據(jù)牛頓第三定律，兩球遇到的靜電力大小相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．]5．兩個(gè)大小同樣的金屬球，所帶電荷量分別為3Q和－Q，相距r時(shí)(r遠(yuǎn)大于金屬球半徑)，它們之間的相互作使勁大小為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使勁大小將變成()A.eq\f(F,4)B.eq\f(F,8)C.eq\f(F,12)D.eq\f(F,16)C[兩球接觸前的相互作使勁F＝keq\f(3Q·Q,r2)＝eq\f(3kQ2,r2).兩球接觸后，電荷先中和再均分，兩球分開后的帶電量均為eq\f(3Q＋－Q,2)＝Q，所以兩球間作使勁變成F′＝eq\f(kQ2,2r2)＝eq\f(kQ2,4r2).由以上可知F′＝eq\f(F,12).]6．如圖1-2-3所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面近來距離為r，帶等量異種電荷，電荷量均為Q，兩球間的靜電力為以下選項(xiàng)中的哪一個(gè)()圖1-2-3A．等于keq\f(Q2,9r2)B．大于keq\f(Q2,9r2)C．小于keq\f(Q2,9r2)D．等于keq\f(Q2,r2)B[兩球間距和球自己大小差不多，不符合簡(jiǎn)化成點(diǎn)電荷的條件，因?yàn)閹?kù)侖定律的公式計(jì)算僅合用于點(diǎn)電荷，所以不可以用該公式計(jì)算．我們可以依據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律作一個(gè)定性分析．因?yàn)閮蓭щ婓w帶等量異種電荷，電荷間相互吸引，所以電荷在導(dǎo)體球上的散布不均勻，會(huì)向正對(duì)的一面集中，電荷間的距離就要比3r?。蓭?kù)侖定律知，靜電力必定大于keq\f(Q2,9r2)，電荷的吸引不會(huì)使電荷所有集中在相距為r的兩點(diǎn)上，所以靜電力也不等于keq\f(Q2,r2)，正確選項(xiàng)為B.]二、非選擇題(8分)7．兩個(gè)質(zhì)量相等的小球，帶電荷量分別為q1和q2，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩根細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)，靜止時(shí)兩懸線與豎直方向的夾角均為30°，求小球的質(zhì)量.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082009】[分析]對(duì)此中一小球受力分析如圖，由均衡條件得mgtan30°＝keq\f(q1q2,2Lsin30°2)解得m＝eq\f(\r(3)kq1q2,gL2).[答案]eq\f(\r(3)kq1q2,gL2)[能力提高練](25分鐘50分)一、選擇題(此題共4小題，每題7分)1．(多項(xiàng)選擇)要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到本來的4倍，以下方法可行的是()A．每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到本來的2倍，電荷間的距離不變B．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增大到本來的2倍C．使一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量加倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量保持不變，同時(shí)使兩點(diǎn)電荷間的距離減小為本來的eq\f(1,2)D．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為本來的eq\f(1,2)AD[依據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)，知FA＝eq\f(k·2q·2q,r2)＝4F，A項(xiàng)正確；FB＝eq\f(kq2,2r2)＝eq\f(F,4)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FC＝eq\f(k·2q·q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝8F，C項(xiàng)錯(cuò)誤；FD＝eq\f(kq2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝4F，D項(xiàng)正確．]2．在絕緣圓滑水平面上，相隔必定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，同時(shí)由靜止開釋，則兩小球的加快度和速度大小隨時(shí)間變化的狀況是()A．速度變大，加快度變大B．速度變小，加快度變小C．速度變大，加快度變小D．速度變小，加快度變大C[依據(jù)庫(kù)侖定律知，同種電荷的小球由靜止開釋后，因?yàn)橄嗷ヅ艛D，兩球間的距離增大，排擠力減小，依據(jù)牛頓第二定律知加快度減小，但兩球運(yùn)動(dòng)方向與排擠力同向，應(yīng)做加快運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]3．(多項(xiàng)選擇)半徑同樣的金屬球A、B帶有等量電荷，相距必定距離時(shí)，兩球間的相互作用的庫(kù)侖力為F.今讓第三個(gè)與A、B同樣的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸后再移開，此時(shí)A、B的相互作使勁大小可能是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082010】A.eq\f(F,8)B.eq\f(3F,8)C.eq\f(3F,4)D.eq\f(F,4)AB[金屬球A、B之間存在著相互作使勁即庫(kù)侖力，利用庫(kù)侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，若當(dāng)兩小球的距離不變時(shí)，兩球之間的相互作使勁的大小與它們之間的帶電荷量的乘積成正比．因兩個(gè)小球的帶電性不明確，所以兩個(gè)小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故兩個(gè)小球之間的作使勁可能是相互吸引力，也可能是相互排擠力．若兩個(gè)小球帶同種電荷時(shí)，C分別與A、B相接觸后，電荷量直接均勻分派，最后A、B的帶電荷量剩下本來的eq\f(1,2)和eq\f(3,4).故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作使勁變成本來的eq\f(3,8)，即eq\f(3F,8).若兩個(gè)小球帶異種電荷時(shí)，C分別與A、B相接觸后，電荷量先中和后再均勻分派，最后A、B的帶電荷量剩下本來的eq\f(1,2)和eq\f(1,4)，故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作使勁變成本來的eq\f(1,8)，即eq\f(1,8)F.]4．如圖1-2-4所示，A和B均可視為點(diǎn)電荷，A固定在絕緣支架上，B經(jīng)過絕緣輕質(zhì)細(xì)線連結(jié)在天花板上，因?yàn)閮烧咧g庫(kù)侖力的作用，細(xì)線與水平方向成30°角．A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，兩者之間的距離為L(zhǎng).已知靜電力常量為k，重力加快度為g.則B的質(zhì)量為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082011】圖1-2-4A.eq\f(kQq,gL2)B.eq\f(2kQq,gL2)C.eq\f(\r(3)kQq,gL2)D.eq\f(\r(3)kQq,3gL2)D[依據(jù)庫(kù)侖定律，A、B之間的庫(kù)侖力F庫(kù)＝keq\f(Qq,L2)，以B為研究對(duì)象，在水平方向F庫(kù)＝FTcos30°，在豎直方向mg＝FTsin30°，聯(lián)立可得m＝eq\f(\r(3)kQq,3gL2)，D正確．]二、非選擇題(此題共2小題，共22分)5．(10分)兩個(gè)帶電小球，質(zhì)量都是1kg，帶電荷量都為2.0×10－5C，相隔較遠(yuǎn)，兩球可看做點(diǎn)電荷，試求它們之間的靜電力與萬(wàn)有引力之比．[分析]因?yàn)閮汕蚨伎梢钥醋鳇c(diǎn)電荷，所以可以直策應(yīng)用庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律計(jì)算靜電力和萬(wàn)有引力．eq\f(F電,F引)＝eq\f(k\f(q1q2,r2),G\f(m1m2,r2))＝eq\f(kq2,Gm2)＝eq\f(9×109×2.0×10－52,6.67×10－11×12)＝5.4×1010.[答案]5.4×10106．(12分)如圖1-2-5所示，把質(zhì)量為3g的帶電小球B用絕緣細(xì)繩懸起，若將帶電荷量為Q＝－4.0×10－6C的帶電小球A湊近B，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距r＝20cm時(shí)，繩與豎直方向成α＝30°角，A、B兩球均靜止．求B球的帶電荷量q.(取g＝10m/s2)圖1-2