2019-2020學年新教材高中物理課時分層作業(yè)2庫侖定律含解析魯科版必修第三冊

PAGEPAGE4課時分層作業(yè)(二)庫侖定律(時間：30分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分)1．(多選)庫侖定律的適用范圍是()A．真空中兩個帶電球體間B．真空中任意帶電體間C．真空中兩個靜止點電荷間D．真空中兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離時CD[庫侖定律適用范圍：真空中的靜止點電荷間，或真空中可看作點電荷的兩個帶電體間，C、D正確．]2．下列說法正確的是()A．點電荷就是體積很小的帶電體B．點電荷就是帶電荷量很小的點C．根據(jù)F＝keq\f(Q1Q2,r2)可知，當r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了D．靜電力常量的數(shù)值是由實驗得出的D[不論帶電體體積的大小如何，只要帶電體的體積、形狀等對所研究問題的影響可以忽略，該帶電體就可以看成點電荷，A、B錯誤；當r→∞時，它們間的靜電力F→0，庫侖定律仍然適用，C錯誤；靜電力常量的數(shù)值是由實驗得出的，D正確．]3．關于靜電力常量k＝F·eq\f(r2,Q1Q2)，下列說法正確的是()A．k是一個無單位的常數(shù)B．k隨兩點電荷間的距離r增大而增大C．k隨兩個點電荷電荷量的乘積Q1Q2的減小而增大D．k在數(shù)值上等于兩個1C的點電荷相距1m時的相互作用力的大小D[靜電力常量k是根據(jù)庫侖扭秤實驗裝置測得的一個有單位的常量，與兩電荷間的作用力、電荷量的乘積、電荷間的距離無關，其數(shù)值上等于兩個1C的點電荷相距1m時的相互作用力的大小，故D正確，A、B、C錯誤．]4．兩個半徑相等、體積不能忽略的金屬球相距為r，它們帶有等量同種電荷q時，相互間的庫侖力為F1，若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時，庫侖力為F2，則兩力大小的關系是()A．F1＞F2 B．F1＜F2C．F1＝F2 D．無法確定B[根據(jù)庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)可知，r是兩點電荷的間距，因此當帶同種電荷時，間距大于球心間距；當帶異種電荷時，間距小于球心間距，所以庫侖力大小為F1<F2，故B正確．]5．(多選)在真空中有兩個完全相同的金屬帶電小球(視為點電荷)，帶電荷分別為－q1和＋q2，其相互作用力大小為F，今將兩小球接觸一下再放回原處，這時相互作用力大小為eq\f(F,3)，則兩球原來帶電荷量大小的關系是()A．q1∶q2＝1∶3 B．q1∶q2＝2∶3C．q1∶q2＝3∶1 D．q1∶q2＝4∶1AC[若q1∶q2＝2∶3，則開始時兩球之間的庫侖力大小F＝keq\f(q1q2,r2)，兩球接觸后，每個小球的帶電荷量都為＋eq\f(q1,4)或＋eq\f(q2,6)，再放回原處，兩球之間的庫侖力大小為F′＝keq\f(q1q2,24r2)＝eq\f(F,24)，顯然不符合題意，故選項B錯．同理可知A、C對，D錯．]6．人類已探明某星球帶負電，假設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)．現(xiàn)設科學家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處，無初速釋放，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eq\f(kQq,r2)＝Geq\f(Mm,r2)，可以看出，r增大，等式仍然成立，故選C.]7．如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在一條直線上，q2與q3間的距離為q1與q2間距離的2倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零．由此可以判定，三個點電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6A[由于三個點電荷所受靜電力平衡，所以中間電荷的電性與兩邊電荷的電性相反，并且靠近電荷量較小的電荷．對q1有keq\f(|q1q2|,r2)＝keq\f(|q1q3|,3r2)，對q2有keq\f(|q1q2|,r2)＝keq\f(|q2q3|,2r2)，可解得q1∶q2∶q3＝(－9)∶4∶(－36)或q1∶q2∶q3＝9∶(－4)∶36.故選項A正確．]8．如圖所示，在光滑絕緣的水平地面上，固定著三個質(zhì)量相等的帶電小球a、b、c，三小球在一條直線上．若釋放a球，a球初始加速度大小為1m/s2，方向向左；若釋放c球，c球初始加速度大小為3m/s2，方向向右；若釋放b球時，b球的初始加速度應是()A．2m/s2，方向向左 B．2m/s2，方向向右C．1m/s2，方向向左 D．1m/s2，方向向右A[取向左為正方向，三小球在題圖示位置時，b對a的庫侖力設為F1，則a對b的庫侖力為－F1；c對b的庫侖力設為F2，則b對c的庫侖力為－F2；a對c的庫侖力設為－F3，則c對a的庫侖力為F3.根據(jù)牛頓第二定律，若釋放a球，則F1＋F3＝1m/s2×m；若釋放c球，則－F3－F2＝－3m/s2×m；若釋放b球，則F2－F1＝ma3，解得b球的初始加速度a3＝2m/s2＞0，方向向左，選項A正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共18分)9．(9分)如圖所示，A、B是帶有等量同種電荷的兩小球(均可視為質(zhì)點)，其中mA＝0.3kg.現(xiàn)用繞過光滑定滑輪O的絕緣細線將兩球懸掛起來，兩球平衡時，OA的長等于OB的長，A球緊靠在光滑絕緣豎直墻上，B球懸線OB偏離豎直方向60°，g取10m/s2，求B球的質(zhì)量和細線中的拉力大?。甗解析]分別對A、B進行受力分析，如圖所示，T為細線上的拉力大小對A球：T－mAg－Fcos60°＝0對B球：Tcos60°＋F′cos60°＝mBgTsin60°＝F′sin60°由作用力與反作用力可知F＝F′解得mB＝0.6kg，T＝6N.[答案]0.6kg6N10．(9分)如圖所示，長為L的絕緣細線下系一帶正電的小球，懸于O點，小球所帶的電荷量為Q.當在O點另外固定一個正電荷時，若小球靜止在A處，則細線拉力是小球重力mg的2倍．現(xiàn)將小球拉至圖中B處(θ＝60°)，并放開使之擺動，問：(1)固定在O點的正電荷的電荷量為多少？(2)小球回到A處時懸線拉力為多大？[解析](1)設O點的正電荷的電荷量為q，懸線拉力為T.小球在A處靜止時，由受力分析可得T＝keq\f(Qq,L2)＋mg，又T＝2mg故keq\f(Qq,L2)＝mg，所以q＝eq\f(mgL2,kQ).