2021-2022高中物理人教版選修3-1作業(yè)：第一章第2節(jié)庫侖定律1Word版含解析

《庫侖定律》1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中，正確的是()A．帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷B．直徑大于1cm的帶電球體一定不能看成點(diǎn)電荷C．直徑小于1cm的帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷D．點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)都是理想化的模型【解析】點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)一樣都是理想化的模型，一個(gè)帶電體是否可看做點(diǎn)電荷，不以帶電體的幾何尺度大小而定，而是要分析帶電體與發(fā)生作用的另外一個(gè)帶電體之間的距離跟它的幾何尺度的大小關(guān)系，如果帶電體的形狀和大小帶來的影響很小，可忽略不計(jì)時(shí)，該帶電體則可視為點(diǎn)電荷．【答案】D2.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，相互作用力為F，若使它們的電荷量都增大到原來的2倍，要使它們之間的作用力仍為F，其間距應(yīng)為()A．rB.2rC．2rD.22r【解析】靈活處理庫侖定律中各個(gè)量之間的關(guān)系．設(shè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為q1和q2，由庫侖定律，得F＝kq1q2r2①當(dāng)電荷量都增大到原來的2倍時(shí)作用力仍為F，設(shè)間距為r′，則F＝k2q1·2q2r′2②由①②可得r′＝2r.【答案】C3．A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離恒定，當(dāng)其他電荷移近時(shí)，A、B之間的庫侖力將()A．可能變大B．可能變小C．一定不變D．無法確定【解析】由F＝kQ1Q2r2可以得出．【答案】C4．如圖所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量絕對(duì)值均為Q，兩球之間的靜電力為下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)()A．等于kQ29r2B．大于kQ29r2C．小于kQ29r2D．等于kQ2r2【解析】由于兩帶電球帶等量異種電荷，電荷間相互吸引，因此電荷在導(dǎo)體球上的分布不均勻，會(huì)向正對(duì)的一面集中，電荷間的距離就要比3r?。鶕?jù)庫侖定律F＝kq1q2r2，靜電力一定大于kQ29r2.正確選項(xiàng)為B.【答案】B5．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)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．無法判斷【解析】因A、B都帶正電，所以A、B之間的庫侖力為斥力，方向沿BA方向，而A、C間的庫侖力一定在AC所在直線，由平行四邊形定則可知，A、C間的庫侖力一定是引力，故點(diǎn)電荷C帶負(fù)電，選項(xiàng)B正確．【答案】B6．如圖所示，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(yīng)()A．帶負(fù)電，放在A點(diǎn)B．帶正電，放在B點(diǎn)C．帶負(fù)電，放在C點(diǎn)D．帶正電，放在C點(diǎn)【解析】a受到重力、支持力和庫侖力的作用處于平衡狀態(tài)，可知在C答案所描述狀態(tài)下可使a受合力為零，故正確答案為C.【答案】C7．半徑為R的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上，兩球球心間距為3R，若兩球都帶等量同種電荷Q時(shí)，相互之間的庫侖力為F1，兩球帶等量異種電荷Q與－Q時(shí)庫侖力為F2，則()A．F1>F2B．F1<F2C．F1＝F2D．無法確定【解析】兩球所帶電荷互相影響對(duì)方電荷分布，導(dǎo)致電荷分布不均勻，帶同種電荷時(shí)等效點(diǎn)電荷間距離r1大于帶異種電荷時(shí)等效點(diǎn)電荷間距離r2，由F＝kQ2r知，F(xiàn)1<F2.【答案】B8.光滑絕緣導(dǎo)軌與水平面成45°角，兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶等量同種電荷的小球A、B，帶電量均為q，靜止于導(dǎo)軌的同一水平高度處，如圖所示，求兩球之間的距離．【解析】以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，A球受到三個(gè)力的作用：豎直向下的重力，水平向左的庫侖力，垂直于斜面的支持力．由幾何關(guān)系得kq2r2＝mgtan45°，所以兩球之間的距離r＝qkmg【答案】qkmg9．質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L，A球帶電量qA＝＋10q；B球帶電量qB＝＋q.若在C球上加一個(gè)水平向右的恒力F，如圖所示，要使三球能保持L的間距向右加速運(yùn)動(dòng)，問外力F為多大？C球帶電性質(zhì)是什么？【解析】由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對(duì)A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運(yùn)動(dòng)，故C球帶負(fù)電荷．以三球?yàn)檎w，設(shè)系統(tǒng)加速度為a，則F＝3ma隔離A、B，由牛頓第二定律可知：對(duì)A：kqAqC4L2－kqAqBL2＝ma對(duì)B：kqAqBL2＋kqBqCL2＝ma聯(lián)立解得F＝70kq2L2.【答案】70kq2L2負(fù)電荷能力提升1．真空中兩個(gè)電性相同的點(diǎn)電荷q1、q2，它們相距較近，保持靜止．今釋放q2且q2只在q1的庫侖力作用下運(yùn)動(dòng)，則q2在運(yùn)動(dòng)過程中的速度隨時(shí)間變化規(guī)律正確的是()【解析】根據(jù)F＝kq1q2r2，對(duì)點(diǎn)電荷q2分析得a＝Fm＝kq1q2mr2，隨距離的增加，a變小，故選A.【答案】A2．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，固定著質(zhì)量相等的三個(gè)帶電小球a、b、c，三球在一條直線上，若釋放a球，a球的初始加速度為－1m/s2(向右為正)；若釋放c球，c球的初始加速度為－3m/s2，當(dāng)釋放b球時(shí)，b球的初始加速度為()A．4m/s2B．－1m/s2C．－4m/s2D．1m/s2【解析】對(duì)a：Fba＋Fca＝maa.①對(duì)c：Fbc＋Fac＝mac，②因?yàn)镕ca＝－Fac，所以①＋②得：Fba＋Fbc＝－(Fab＋Fcb)＝m(aa＋ac)．又Fab＋Fcb＝mab，所以mab＝－m(aa＋ac)，所以ab＝－(aa＋ac)＝－(－1－3)m/s2＝4m/s2.即b球的初始加速度大小為4m/s2，方向向右．【答案】A3．(多選)如圖所示，把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給B一個(gè)沿垂直AB方向的速度v0，B球?qū)?)A．若A、B為異種電荷，B球一定做圓周運(yùn)動(dòng)B．若A、B為異種電荷，B球可能做加速度、速度均變小的曲線運(yùn)動(dòng)C．若A、B為同種電荷，B球一定做遠(yuǎn)離A球的變加速曲線運(yùn)動(dòng)D．若A、B為同種電荷，B球的動(dòng)能一定會(huì)減小【答案】BC4．如圖所示，豎直絕緣墻壁上有一固定的點(diǎn)電荷A，在墻上P點(diǎn)用絲線懸掛一帶電小球B，A、B由于相互排斥而使懸線與豎直方向夾角為θ.由于漏電使A、B兩球帶電荷量逐漸減少，則在電荷漏完之前懸線對(duì)P點(diǎn)的拉力大小()A．變小B．變大C．不變D．無法確定【解析】球B受力分析如圖，由重力mg、庫侖力F庫及二者合力F′構(gòu)成三角形和ABP三角形相似，mgPA＝F′PB?F′＝PBPA·mgPA、PB在小球移動(dòng)中距離不變所以F′不變，又因拉力F等于F′，故F不變．【答案】C5．設(shè)月球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距月球表面1000km的地方，又若將同樣的電子粉塵帶到距月球表面2000km的地方，相對(duì)月球無初速度釋放，忽略月球的自轉(zhuǎn)，則此電子粉塵()A．向月球下落B．仍在原處懸浮C．飛向太空D．無法判斷【解析】粉塵在1000km的地方平衡，有GM地mR0＋h2＝kQqR0＋h2，當(dāng)h′＝2h時(shí)，受力仍平衡，所以B正確．【答案】B6．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)一樣的