《2020高中物理 第一章 靜電場 2 庫侖定律練習 新人教版選修3-1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020高中物理 第一章 靜電場 2 庫侖定律練習 新人教版選修3-1（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 2 庫侖定律 知識點一 點電荷 1.物理學引入“點電荷”概念,從科學方法上來說屬于?( ) A.觀察實驗的方法 C.等效替代的方法 B.控制變量的方法 D.建立物理模型的方法 2.下列對于點電荷的理解正確的是?( ) A.體積很大的帶電體都不能看作點電荷 B.只要是體積很小的帶電體就能看作點電荷 C.只要是均勻的球形帶電體,不管球的大小如何,都能看作點電荷 D.當兩個帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時,這兩個帶電體都能看作點電 荷 知識點二 庫侖定律及其應用 3.(多選)如圖?L1-2-1?所示的實驗裝置為庫

2、侖扭秤.細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒, 棒的一端是一個帶電的金屬小球?A,另一端有一個不帶電的球?B,B?與?A?所受的重力平衡.當把 另一個帶電的金屬球?C?插入容器并使它靠近?A?時,A?和?C?之間的作用力使懸絲扭轉,通過懸絲 扭轉的角度可以比較力的大小,改變?A?和?C?之間的距離?r,記錄每次懸絲扭轉的角度,便可找 到?A、C?之間的力?F?與距離?r?的關系.這一實驗中用到的物理方法有( ) A.微小量放大法 B.極限法 C.比值定義法 D.控制變量法 4.下列對庫侖定律的理解正確的是?( ) A.對于任何帶電體之間的靜電力,都可以使用公式?F=k

3、 B.只要是點電荷之間的靜電力,就可以使用公式?F=k 計算 計算 C.無論是在真空中還是在介質中?,兩個點電荷之間的靜電力一定是大小相等、方向相反圖 L1-2-1 D.用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引碎紙屑,說明碎紙屑一定帶正電 5.兩個所帶電荷量分別為-Q?和+3Q?的相同金屬小球(均可視為點電荷)固定在相距為?r?的兩處, 它們之間的庫侖力大小為?F.使兩小球相互接觸而后分開并將其固定在距離為?的兩處,則現 在兩球間庫侖力的大小為 ( ) A. F B. F C

4、. F D.12F 6.在“探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關”的實驗中,一同學猜想可能與兩電 荷的間距和二者所帶的電荷量有關.他選用兩個均帶正電的小球?A?和?B,A?球放在可移動的絕 1 緣座上,B?球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒的?C?點,如圖?L1-2-2?所示. 圖?L1-2-2 實驗時,先保持兩球所帶的電荷量不變,使?A?球從遠處逐漸向?B?球靠近,觀察后發(fā)現兩球距離 越小,B?球懸線的偏角越大;再保持兩球距離和小球?A?不變,改變小球?B?所帶的電荷量,觀察后 發(fā)現小球?B?所帶的電荷量越大,B

5、?球懸線的偏角越大. 實驗表明?:?兩電荷之間的相互作用力 ,?隨其距離的 而增大?,?隨其所帶電?荷量的 而增大. 此同學在探究中應用的科學方法是 (選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法” 或“演繹法”). 知識點三 帶電體間的平衡 7.[2017·萬州二中期中]三個點電荷在彼此的庫侖力作用下都處于靜止狀態(tài),則以下說法中 不正確的是 ( ) A.它們一定在同一直線上 B.它們全是同種電荷 C.每個電荷受到的庫侖力的合力等于零 D.它們不全是同種電荷 8.如圖?L1-2-3?所示,兩根細線掛著質量相同的兩個小球?A、B,A、B?均靜止且不帶電,上、下 兩根

6、細線所受的拉力大小分別為?FA、FB.現使兩球帶上異種電荷,此時上、下兩根細線所受的 拉力大小分別為?F'A、F'B,則 ( ) 圖?L1-2-3 A.FA=F'A,FB>F'B B.FA=F'A,FBF'B D.FA

7、為?30°,則?A、B?之間的距離為( ) 圖?L1-2-4 A.l B.q 2 C.q D.q 10.如圖?L1-2-5?所示,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?A、B?都 帶正電荷,A?所受?B、C?兩個點電荷的靜電力的合力如圖中?FA所示,那么可以判定點電荷?C?所 帶電荷的電性( ) A.一定是正電 B.一定是負電 C.可能是正電,也可能是負電 D.無法判斷圖?L1-2-5 知

8、識點四 庫侖定律在動力學中的應用 11.[2017·開灤二中期中]圖?L1-2-6?是α粒子(氦原子核)被帶正電的重金屬原子核散射的運 動軌跡,M、N、P、Q?是軌跡上的四點,在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止.圖中所標出 的α粒子在各點處的加速度方向正確的是( ) 圖?L1-2-6 A.M?點 B.N?點 C.P?點 D.Q?點 12.(多選)兩個半徑相同的金屬小球所帶電荷量之比為?1∶7,相距為?r,兩者相互接觸后再放 回原來的位置上,則相互作用力可能為原來的( ) A. B.

9、 C. D. 13.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個相同的金屬小球,小球?A、B、C?位于等邊三角形的三 個頂點上,小球?D?位于三角形的中心,如圖?L1-2-7?所示.已知小球?A、B、C?帶等量的正電荷 Q,小球?D?帶負電荷?q,若四個小球均處于靜止狀態(tài), ( ) 則?Q?與?q?的比值為 3 A. B. C.3?D. 圖?L1-2-7 14.如圖?L1-2-8?所示,半徑為?R?的絕緣球殼上均勻地帶有總電荷量為+Q?的電荷,另一電荷量 為+q

10、?的點電荷被放置在球心?O?處,由于對稱性,點電荷受到的合力為零.現在球殼上挖去半徑 為?r(r R)的一個小圓孔,則此時置于球心的點電荷受到的靜電力為多大??方向如何?(已知 靜電力常量為?k) 圖?L1-2-8 15.如圖?L1-2-9?所示,電荷量?Q=2×10-7C?的正點電荷?A?固定在空間中的?O?點,將質量?m=2× 10-4kg、電荷量?q=1×10-7C?的另一正點電荷?B?從?O?點正上方高?l=0.5m?的某處由靜止釋放,B 在運動過程中速度最大的位置在?P?點.若靜電力常量?k=9×109N·m

11、2/C2,重力加速度?g?取?10m/s2. 求: (1)B?在距?O?點?l=0.5m?處時的加速度大小; (2)P、O?間的距離?L. 圖?L1-2-9 1.D [解析]點電荷是為了研究物理問題方便而引入的物理模型?,是由實際物體抽象所得,D 正確. 2.D [解析]帶電體能否看作點電荷由研究問題的性質決定,與自身大小、形狀無具體關系, 當帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時,這個帶電體可看作點電荷,D?正確. 3.AD [解析]把微弱的庫侖力轉換放大成可以看得到的扭轉角度,并通過扭

12、轉角度的大小找 出力和距離的關系,是放大法,選項?A?正確;保持帶電荷量不變,改變?A?和?C?的距離?r,從而得 到?F?和?r?的關系,是控制變量法,選項?D?正確. 4.C [解析]庫侖定律?F=k 只適用于真空中的點電荷,而不是任意的帶電體,選項?A、B 錯誤;兩個點電荷之間的靜電力為作用力與反作用力,選項?C?正確;帶電體具有吸引輕小物體 的性質,紙屑可能帶正電,也可能不帶電,選項?D?錯誤. 4 5.C [解析]兩小球接觸前,庫侖力?F=k,接觸后二者所帶的電荷量都變?yōu)?Q,所以接觸后兩小 球之間的庫侖力?F'=k = F,選項?C?正確

13、. 6.減小 增大 控制變量法 [解析]由?B?球的受力及平衡條件可知,A、B?間的相互作用力?F?越大時,懸線偏角越大,故距離 越小時?B?球懸線偏角越大表明相互作用力在距離越小時數值越大,改變電荷量時道理相同; 因本實驗中探究的是相互作用力與距離及電荷量之間的關系,且是先保持電荷量不變以探究 作用力與距離的關系,又保持距離不變以探究作用力與電荷量的關系?,這正是控制變量法的 典型特征. 7.B [解析]三個點電荷都處于靜止狀態(tài),所有庫侖力應在同一直線上,對錯誤兩側的某一電 荷,受到的兩庫侖力等大反向,另兩電荷一定為異種電荷,選項?B?錯誤. 8.A [解析]以?A、B?整

14、體作為研究對象分析可知,A、B?無論是帶電還是不帶電,上面線的拉 力都等于?A、B?的重力之和,所以?FA=F'A;當?A、B?不帶電時,FB=mg,當?A、B?帶異種電荷時,它們 相互吸引,則?F'BF'B,選項?A?正確. 9.B [解析]對小球?A,由平衡條件得?2Fcosθ=mg,而?F= ,聯立可得距離?r=q ,選項 B?正確. B 10.B [解析]因?A、?都帶正電,所以靜電力表現為斥力,即?B?對?A?的作用力沿?BA?的延長線方 向,而不論?C?帶正電還是帶負電,A?和?C?的作用力方向都必須在?AC?連線上,由平行四邊形定則 知,合力一

15、定沿兩個分力所組成的平行四邊形的對角線,所以?A?和?C?之間為引力,故?C?帶負電, 選項?B?正確. 11.C [解析]由庫侖定律,α粒子(氦原子核)受到重金屬原子核的庫侖力背離重金屬原子核, 由牛頓第二定律,加速度與庫侖力方向相同,選項?C?正確. 12.CD [解析]設兩小球的電荷量分別為?q?與?7q,由庫侖定律可知,原來相距?r?時的相互作用 力?F=k =,由于兩球的電性未知,接觸后相互作用力的計算可分為兩種情況: (1)兩球電性相同?.相互接觸時兩球電荷量平分?,兩球帶電荷量均為 =4q,放回原處后 的相互作用力?F1=k= ,故 = ,D?正確. (2)兩球電

16、性不同.相互接觸時電荷先中和再平分,兩球帶電荷量均為=3q,放回原處后的相互 作用力?F2=k=,故 = ,C?正確. 13.D [解析]設三角形邊長為?L,由幾何知識知,AD?長度為 L.以小球?A?為研究對象, 由庫侖定律知?,B?、C?對?A?球的庫侖力大小均為 F=k ,?兩力的合力?F?合=2Fcos30° = k ,A、D?間的庫侖力?F'=k =3k ,根據平衡條件得?F?合=F',即 k =3k , 所以?Q= q,即?Q?與?q?的比值為 ,D?正確. 14.k 由球心指向小圓孔中心 [解析]球心處的點電荷受到的靜電力為在球殼上與小圓孔相對的小圓面?B?對它的作用力.小 圓面?B?所的電荷量?q'= Q= Q,?根據庫侖定律?,?它對球心處的點電荷的作用力 F=k =k = ,其方向由球心指向小圓孔中心. 15.(1)6.4m/s2 (2)0.3m [解析](1)根據牛頓第二定律有?mg-k =ma,解得?a=6.4m/s2. (2)當?B?受到的合力為零時,速度最大,則?mg=k ,解得?L=0.3m. 5