2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場2庫侖定律課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE7-庫侖定律一、單項選擇題1．以下說法正確的是()A．一帶負(fù)電的金屬小球放在潮濕的空氣中，一段時間后，發(fā)覺該小球上帶的負(fù)電荷幾乎不存在了．這說明小球上原有的負(fù)電荷漸漸消逝了B．元電荷的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根測得的，元電荷跟一個電子電荷量數(shù)值相等C．只有體積很小的帶電體才能看成點電荷D．由公式F＝keq\f(q1q2,r2)知，當(dāng)真空中的兩個電荷間的距離r→0時，它們之間的靜電力F→∞答案：B2．關(guān)于對庫侖定律的理解和應(yīng)用，以下說法中正確的是()A．兩個點電荷的電荷量分別為q1和q2，它們之間的距離為r，則當(dāng)兩個點電荷帶同種電荷時，它們之間的庫侖力F<keq\f(q1q2,r2)，帶異種電荷時F>keq\f(q1q2,r2)B．兩個點電荷的電荷量分別是q1和q2，相距r，在它們之間放一厚度略小于r的玻璃板，則它們之間的庫侖力為F＝keq\f(q1q2,r2)C．真空中一個固定的點電荷A，電荷量為q1，另有一個電荷量為q2的點電荷B以A為圓心，做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則它們之間的庫侖力為F＝keq\f(q1q2,r2)D．依據(jù)F＝keq\f(q1q2,r2)知，當(dāng)兩個帶電體相距很近時，比如r趨近于0，它們之間的庫侖力會無窮大解析：用庫侖定律計算兩個點電荷間的作用力時，大小與電性無關(guān)，電性只確定庫侖力的方向，所以選項A錯誤；庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷，中間隔有玻璃板(絕緣體)時，公式F＝keq\f(q1q2,r2)就不再適用了，所以選項B錯誤；r趨近于0時，兩個帶電體已不能視為點電荷了，這時公式F＝keq\f(q1q2,r2)不再適用，所以D錯誤；選項C中B和A距離恒定，庫侖力可以依據(jù)公式F＝keq\f(q1q2,r2)求出，其方向在AB連線上，C正確．答案：C3.如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上．a(chǎn)和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶的電荷量比b所帶的電荷量?。阎猚受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是()A．F1B．F2C．F3D．F4答案：B4.如圖，同始終線上有A、B、C三點，A、B處均固定著一正電荷，C處的負(fù)電荷受A、B的庫侖力的合力記為F，若將C處的電荷向B移近一些，力F會()A．變小B．變大C．不變D．變大、變小均有可能解析：依據(jù)庫侖定律：F＝eq\f(KQq,r2)；因A、B處均固定著一正電荷，C處的負(fù)電荷、A、B的庫侖力的合力方向向左，大小記為F，若將電荷q向B移近一些，則A對C的庫侖力增大，而B對C的庫侖力也增大，由于方向相同，故合力F在增加；故A、C、D錯誤，B正確．答案：B5.如圖所示，真空中A、B兩處各有一個正點電荷，若放入第三個點電荷C，只在靜電力作用下三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，則點電荷C的電性及位置是()A．正電，在A、B之間B．正電，在A的左側(cè)C．負(fù)電，在A、B之間D．負(fù)電，在B的右側(cè)解析：三個點電荷平衡的規(guī)律為“三點共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大”，即三個點電荷在同始終線上，位于中間的點電荷電荷量最小，與兩側(cè)的點電荷異號，并靠近兩側(cè)點電荷中帶電荷量較小的那一個，本題A、B為正點電荷，故C應(yīng)為負(fù)點電荷，且C在A、B之間．答案：C6.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點由靜止起先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(yùn)動速度隨時間改變規(guī)律的是()解析：因電荷間的靜電力與電荷的運(yùn)動方向相同，故電荷將始終做加速運(yùn)動，又由于兩電荷間距離增大，它們之間的靜電力越來越小，故加速度越來越小．故選項B正確．答案：B7．如圖所示，光滑絕緣水平面上固定金屬小球A，用原長為L0的絕緣彈簧將A與另一個金屬小球B連接，讓它們帶上等量同種電荷，彈簧伸長量為x1，若兩球電荷量各漏掉一半，彈簧伸長量變?yōu)閤2，則有()A．x2＝eq\f(1,2)x1B．x2＝eq\f(1,4)x1C．x2>eq\f(1,4)x1D．x2<eq\f(1,4)x1解析：庫侖力等于彈力，兩球電荷量各減半時，庫侖力減為原來的eq\f(1,4)，若不考慮兩球距離的改變對庫侖力的影響，則x2＝eq\f(1,4)x1，但實際是距離減小后庫侖力又會增大，故正確答案是x2>eq\f(1,4)x1.故選項C正確．答案：C8．如圖所示，有三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上，已知：三角形邊長為1cm，B、C電荷量為qB＝qC＝1×10－6C，A電荷量為qA＝－2×10－6C，A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力A．180N，沿AB方向B．180eq\r(3)N，沿AC方向C．180N，沿∠BAC的角平分線D．180eq\r(3)N，沿∠BAC的角平分線解析：qB、qC電荷對qA電荷的庫侖力大小相等，故：F＝F1＝F2＝eq\f(kqAqB,r2)＝eq\f(9×109×1×10－6×2×10－6,0.012)N＝180N兩個靜電力，夾角為60°，故合力為：F′＝2Fcos30°＝2×180N×eq\f(\r(3),2)＝180eq\r(3)N方向沿∠BAC的角平分線故選D.答案：D9.如圖，足夠大的光滑絕緣水平面上有三個帶電質(zhì)點，A和C繞B做勻速圓周運(yùn)動，B恰能保持靜止，A、C和B的距離分別是L1和L2，不計它們之間的萬有引力，則A和C的比荷之比是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))2B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))2C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))3解析：B保持靜止，依據(jù)平衡條件和庫侖定律得keq\f(qAqB,L\o\al(2,1))＝keq\f(qCqB,L\o\al(2,2)).A、C做勻速圓周運(yùn)動，對A和C分別有keq\f(qAqB,L\o\al(2,1))－keq\f(qCqA,L1＋L22)＝mAL1ω2，keq\f(qCqB,L\o\al(2,2))－keq\f(qCqA,L1＋L22)＝mCL2ω2，聯(lián)立解得A和C的比荷之比為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3，選項C正確．答案：C二、多項選擇題10．對點電荷的理解，你認(rèn)為正確的是()A．點電荷可以是帶電荷量很大的帶電體B．點電荷的帶電荷量可能是2.56×10－20C．只要是勻稱的球形帶電體，不管球的大小，都能被看做點電荷D．當(dāng)兩個帶電體的形態(tài)對它們的相互作用力的影響可忽視時，這兩個帶電體都能看做點電荷答案：AD11．如圖所示，兩個帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，則下列說法正確的是()A．兩球可能都帶正電B．兩球可能都帶負(fù)電C．大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力D．兩球受到的靜電力大小相等解析：由題圖可知，兩帶電球相互排斥，則說明兩球肯定帶有同種電荷，但不能確定是正還是負(fù)，A、B正確；兩帶電球間的靜電力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律，C錯誤、D正確．答案：ABD12．如圖所示，可視為點電荷的小物體A、B分別帶負(fù)電和正電，B固定，其正下方的A靜止在絕緣斜面上，則A受力個數(shù)可能為()A．2B．3C．4D．5解析：小物體A至少受到兩個力作用，即重力和B對它的庫侖力，這兩個力方向相反，若兩者恰好相等，則A應(yīng)只受這兩個力作用．若向上的庫侖力小于A的重力，則A還將受到斜面的支持力，這三個力不能平衡，用假設(shè)法可得A必定也受到了斜面的靜摩擦力，所以A受到的力可能是2個，也可能是4個，A、C正確．答案：AC三、非選擇題13．把質(zhì)量為2g的帶負(fù)電小球A，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B靠近A，當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距r＝30cm時，繩與豎直方向成α(1)B球受到的庫侖力為多大？(2)A球帶電荷量是多少？(A、B兩球均可看成點電荷)解析：(1)如圖所示，帶負(fù)電的小球A處于平衡狀態(tài)，A受到庫侖力F′、重力mg以及繩子的拉力FT的作用，其合力為零．因此mg－FTcosα＝0F′－FTsinα＝0解得F′＝mgtanα＝2×10－3×10×1N＝2×10－2N依據(jù)牛頓第三定律有F＝F′＝2×10－2N(2)依據(jù)庫侖定律得F′＝keq\f(qQ,r2)得q＝eq\f(F′r2,kQ)＝eq\f(2×10－2×0.32,9×109×4.0×10－6)C＝5.0×10－8C.答案：(1)2×10－2N(2)5.0×10－814．有兩個帶正電的小球A、B，所帶電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距0.4m．假如引入第三個小球C，恰好使得3個小球在它們相互的靜電力作用下都處于平衡狀態(tài)，則：(1)第三個小球應(yīng)帶何種電荷．(2)第三個小球應(yīng)放在何處，電荷量又是多少？解析：(1)三個點電荷在同一條直線上平衡時，具有“兩同夾異”的特點．所以，第三個小球C應(yīng)放置在小球A和B連線之間并帶負(fù)電．(2)設(shè)第三個小球C帶電荷