2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-1課時(shí)分層作業(yè)2　庫(kù)侖定律 Word版含解析

1、課時(shí)分層作業(yè)(二)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是()a點(diǎn)電荷一定是電荷量很小的電荷b點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際不存在c只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷d體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷b當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們的作用力影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，所以a、c、d錯(cuò)，b正確。2關(guān)于庫(kù)侖定律的理解，下面說(shuō)法正確的是()a對(duì)任何帶電體之間的靜電力計(jì)算，都可以使用庫(kù)侖定律公式b只要是點(diǎn)電荷之間的靜電力計(jì)算，就可以使用庫(kù)侖定律公式c兩個(gè)點(diǎn)電荷

2、之間的靜電力，無(wú)論是在真空中還是在介質(zhì)中，一定是大小相等、方向相反的d摩擦過(guò)的橡膠棒吸引碎紙屑，說(shuō)明碎紙屑一定帶正電c庫(kù)侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷，故a、b錯(cuò)。庫(kù)侖力也符合牛頓第三定律，c對(duì)。橡膠棒吸引紙屑，紙屑帶正電或不帶電都可以，d錯(cuò)。3如圖所示，在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，同時(shí)從靜止釋放，則兩個(gè)小球的加速度大小和速度大小隨時(shí)間變化的情況是()a速度變大，加速度變大b速度變小，加速度變小c速度變大，加速度變小d速度變小，加速度變大c因電荷間的靜電力與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同，故電荷將一直做加速運(yùn)動(dòng)，又由于兩電荷間距離增大，它們之間的靜電力越來(lái)越小，故加速度越來(lái)越小。4

3、如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷a、b、c位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知a、b都帶正電荷，a所受b、c兩個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力的合力如圖中fa所示，那么可以判定點(diǎn)電荷c所帶電荷的電性為()a一定是正電b一定是負(fù)電c可能是正電，也可能是負(fù)電d無(wú)法判斷b由于點(diǎn)電荷b對(duì)a的庫(kù)侖力沿ba方向，根據(jù)a所受b、c兩個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力的合力fa的方向，可以確定點(diǎn)電荷c對(duì)a的庫(kù)侖力沿ac方向，即點(diǎn)電荷c對(duì)a的庫(kù)侖力為引力，點(diǎn)電荷c為負(fù)電荷，b正確。5.如圖所示，光滑絕緣的水平地面上有相距為l的點(diǎn)電荷a、b，帶電荷量分別為4q和q，今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷c，使三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)，則c的電荷量和放置的位置是()aq，在a左側(cè)

4、距a為l處b2q，在a左側(cè)距a為處c4q，在b右側(cè)距b為l處d2q，在a右側(cè)距a為處c根據(jù)電荷規(guī)律可知，c應(yīng)放在b的右側(cè)，且與a電性相同，帶負(fù)電，由fabfcb，得kk，由facfbc，得kk，解得rbcl，qc4q。6人類已探明某星球帶負(fù)電，假設(shè)它是一個(gè)均勻帶電的球體，將一帶負(fù)電的粉塵置于該星球表面h高處，恰處于懸浮狀態(tài)，現(xiàn)設(shè)科學(xué)家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h高處無(wú)初速度釋放，則此帶電粉塵將(不考慮星球的自轉(zhuǎn)影響)()a向星球中心方向下落b被推向太空c仍在那里懸浮 d無(wú)法確定c在星球表面h高度處，粉塵處于懸浮狀態(tài)，說(shuō)明粉塵所受庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力平衡，kg，得kq1q2gm1m2；當(dāng)離星球

5、表面2h高度時(shí)，所受合力fkg。結(jié)合上式可知，f0，即受力仍平衡。由于庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力都遵從二次方反比規(guī)律，因此該粉塵無(wú)論距星球表面多高，都處于懸浮狀態(tài)。二、非選擇題(14分)7如圖所示，等邊三角形abc的邊長(zhǎng)為l，在頂點(diǎn)a、b處有等量異種點(diǎn)電荷qa、qb，qaq，qbq，求在頂點(diǎn)c處的電荷量為qc的點(diǎn)電荷所受的靜電力。解析題目沒(méi)有交代qc的電性，解答時(shí)需考慮兩種情況：qc為正電荷或qc為負(fù)電荷。當(dāng)qc為正電荷時(shí)，受力情況如圖所示，qa、qb對(duì)qc的作用力大小和方向都不因其他電荷的存在而改變，仍然遵循庫(kù)侖定律。qa對(duì)qc的作用力fak，同種電荷相斥。qb對(duì)qc的作用力fbk，異種電荷相吸。因?yàn)?/p>

6、qaqb，所以fafb，qc受力的大小fcfafbk，方向?yàn)槠叫杏赼b連線向右。同理，當(dāng)qc為負(fù)電荷時(shí)，fcfafbk，方向平行于ab連線向左。答案見(jiàn)解析一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1.如圖所示，足夠大的光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)，a和c圍繞b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b恰能保持靜止，其中a、c和b的距離分別是l1和l2，不計(jì)三質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，則a和c的比荷(電荷量與質(zhì)量之比)之比應(yīng)是()abc dc根據(jù)b恰能保持靜止可得：a做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：kkma2l1c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：kkmc2l2聯(lián)立可得：，選項(xiàng)c正確。2如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷a、b、c位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已

7、知：三角形邊長(zhǎng)為1 cm，b、c電荷量為qbqc1×106 c，a電荷量為qa2×106 c，a所受b、c兩個(gè)電荷的靜電力的合力f的大小和方向?yàn)?)a180 n，沿ab方向b180 n，沿ac方向c180 n，沿bac的角平分線d180 n，沿bac的角平分線dqb、qc電荷對(duì)qa電荷的庫(kù)侖力大小相等，故ff1f2 n180 n兩個(gè)靜電力夾角為60°，故合力為f2f cos 30°2×180 n×180 n方向沿bac的角平分線故選d。3如圖所示，光滑絕緣水平面上固定金屬小球a，用原長(zhǎng)為l0的絕緣彈簧將a與另一個(gè)金屬小球b連接，讓它們

8、帶上等量同種電荷，彈簧伸長(zhǎng)量為x1，若兩球電荷量各漏掉一半，彈簧伸長(zhǎng)量變?yōu)閤2，則有()a.x2x1 bx2x1cx2x1 dx2x1c庫(kù)侖力等于彈力，兩球電荷量各減半時(shí)，若不考慮兩球距離的變化對(duì)庫(kù)侖力的影響，庫(kù)侖力減為原來(lái)的，則x2x1，但實(shí)際是距離減小后庫(kù)侖力又會(huì)增大，故正確答案是x2x1，c正確。4如圖所示，兩個(gè)帶同種電荷的小球質(zhì)量分別為m1和m2，帶電荷量分別為q1和q2，用兩段絕緣細(xì)線懸掛在天花板上的o點(diǎn)，平衡時(shí)兩球間的連線水平，兩段絕緣細(xì)線與豎直線的夾角分別為和，<，則下列說(shuō)法正確的是()a若q1>q2，則m1>m2 b若q1>q2，則m1<m2c一定

9、有m1<m2 d一定有m1>m2d以m1為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，結(jié)合庫(kù)侖定律，由平衡條件得km1g tan ；再以m2為研究對(duì)象，同理得km2g tan ，因<，則m1>m2。二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(12分)如圖所示，帶電小球a和b放在傾角為30°的光滑絕緣斜面上，質(zhì)量為m1m21 g，所帶電荷量q1q2107 c，a帶正電，b帶負(fù)電。沿斜面向上的恒力f作用于a球，可使a、b一起運(yùn)動(dòng)，且保持間距d0.1 m不變，求f。(g取10 m/s2)解析兩球相互吸引的庫(kù)侖力：f庫(kù)9×103 n，a球和b球的加速度相同，隔離b球，由牛頓第二定律

10、有f庫(kù)m2g sin 30°m2a把a(bǔ)球和b球看成整體，a、b間的庫(kù)侖力為系統(tǒng)內(nèi)力，由牛頓第二定律有f(m1m2)g sin 30°(m1m2)a代入數(shù)據(jù)，由式得a4 m/s2，由式得f1.8×102 n。答案1.8×102 n6(14分)如圖所示，一個(gè)半徑為r的圓環(huán)均勻帶電，ab為一段極小的缺口，缺口長(zhǎng)為l(lr)，圓環(huán)帶的電荷量為ql(正電荷)，在圓心處放置一帶電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，試求負(fù)點(diǎn)電荷受到的庫(kù)侖力的大小和方向。解析如圖甲所示，在環(huán)上任取對(duì)稱的兩點(diǎn)(或兩小段)p、q，p對(duì)o點(diǎn)處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力fp，同樣q對(duì)o點(diǎn)處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力fq，這兩個(gè)力大小相同，方向相反，合力為零，同理還可取p、q等相互對(duì)稱的點(diǎn)，都具有相同的結(jié)論。而圓正是由無(wú)數(shù)這樣的對(duì)稱點(diǎn)組成的，所以在這樣的圓環(huán)中心處的點(diǎn)電荷受力為零。甲乙再回到題圖，只有與ab缺口相對(duì)稱的一小段沒(méi)有與之相對(duì)稱的對(duì)象存在。因此處于o