【紅對勾】2020-2021學年人教版高中物理選修3-1作業(yè)：1-2-庫侖定律

課后作業(yè)45分鐘eq\o(\s\up7(限時：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、選擇題(8×5′，共40分)1．庫侖定律的適用范圍是()A．真空中兩個帶電球體間的相互作用B．真空中任意帶電體間的相互作用C．真空中兩個點電荷間的相互作用D．真空中兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離，則可應用庫侖定律解析：庫侖定律嚴格適用于點電荷間的相互作用力．答案：CD2．A、B兩個點電荷間距離恒定，當其他電荷移近時，A、B之間的庫侖力將()A．可能變大 B．可能變小C．肯定不變 D．無法確定解析：由F＝keq\f(Q1Q2,r2)可以得出．答案：C3.(2011·海南卷)三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變．由此可知()A．n＝3 B．n＝4C．n＝5 D．n＝6解析：設1、2兩電荷之間的距離為r,3和他們沒有接觸前，由庫侖定律有eq\f(kqnq,r2)＝F，接觸后，2球帶電荷量為eq\f(n,2)q,1球帶電荷量為eq\f(n＋2,4)q，由庫侖定律有eq\f(n＋2nq2k,8r2)＝F，聯(lián)立上面兩式解得n＝6，D項對．答案：D4．兩個點電荷相距r時相互作用力為F，則()A．電量不變距離加倍時，作用力變?yōu)镕/2B．其中一個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時，作用力為4C．每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時，作用力為4D．每個電荷的電量和兩電荷間距離都增加相同倍數(shù)時，作用力不變解析：由F＝keq\f(Q1Q2,r2)，若Q1、Q2不變，而r變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r，則F要變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，故選項A不正確；若其中一個電荷的電量和兩電荷間距離減半時，則作用力變?yōu)樵瓉淼膬杀?，故選項B錯誤；若每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半或增加相同的倍數(shù)時，則作用力保持不變，故C錯，D對．答案：D5．關(guān)于靜電力常量，下列說法中正確的是()A．由k＝F·r2/Q1Q2可知，當兩個點電荷之間的距離r越大，兩個點電荷電量的乘積Q1Q2越小時，靜電力常量k的值就越大B．k是一個無單位的常數(shù)C．由于靜電力有方向，所以k是一個矢量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答案：D6．如圖8所示，在光滑絕緣的水平面上，固定著質(zhì)量相等的三個帶電小球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，當釋放b球時，b球的初始加速度為()圖8A．4m/s2 B．－1m/s2C．－4m/s2 D．1m/s2解析：對a：Fba＋Fca＝maa.①對c：Fbc＋Fac＝mac，②由于Fca＝－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：A圖97．如圖9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帶負電，a所帶電荷量的大小比b小，已知c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表示，它應是()A．F1 B．F2C．F3 D．F4圖10解析：取小球c為爭辯對象，c受到a的斥力F斥，方向沿ac連線如圖10所示，c受到b的吸引力F引，由于F引>F斥，則c球受靜電力的合力應為F2.答案：B圖118．一個半徑為R的圓盤，帶電荷量為Q，OO′為過圓盤的圓心O的直線，且OO′與圓盤面垂直，在OO′上的M點放電荷量為q的另一個點電荷，此時Q與q的庫侖力為F，若將q移至N點，Q與q的庫侖力為F′.已知OM＝MN＝R，如圖11所示，則F′等于()A．2F B.eq\f(1,2)FC.eq\f(F,4) D．以上答案都不對解析：由于點電荷q和圓盤間距離為R，而圓盤的半徑也為R，因而圓盤的大小和外形不能忽視，即不能看成點電荷，所以q和圓盤間的庫侖力也就不能使用庫侖定律計算，故答案為D.答案：D二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)圖129．如圖12所示，質(zhì)量為2g的小球A用絲線懸起，把帶電量為4.0×10－6C的小球B靠近A，當兩小球在同一高度相距30cm時，A球恰好平衡，絲線與豎直方向夾角α為30°，則B球受到的靜電引力為________、方向為________；A帶________電，帶電量為________．(g圖13解析：對A球受力分析如圖13，則F＝mAgtan30°＝0.012N，由于F＝keq\f(QBQA,L2)，所以QA＝3×10－8C.由于A、B為異種電荷，A為負電荷．找準爭辯對象、對爭辯對象進行正確的受力分析是解此題的關(guān)鍵．答案：0.012N；水平向左；負；3×10－8圖1410．兩個半徑完全相同的金屬小球帶有等量的正電荷，放于一豎直半圓環(huán)光滑的絕緣面內(nèi)，靜止時兩球位置如圖14所示，已知兩球的質(zhì)量都為m，環(huán)的半徑為R(小金屬球的半徑可以忽視)．∠AOC＝∠BOC＝θ，則小球受到的庫侖力的大小F＝________，每個小球上的電荷量Q＝________.圖15解析：如圖15所示，F(xiàn)＝mgtanθ.由于F＝keq\f(Q2,2Rsinθ2)，所以Q＝2Rsinθeq\r(\f(mgtanθ,k)).答案：mgtanθ；2Rsinθeq\r(\f(mgtanθ,k))圖1611．如圖16所示，兩個同樣的氣球布滿氫氣(氣球重力不計)，氣球帶有等量同種電荷，兩根等長的細線下端系上5.0×103kg的重物后就漂移著，求每個氣球的帶電量．(解：先對重物受力分析，求出細線的拉力，如圖17甲所示，2Tcosθ＝mg.同樣再對左面氣球受力分析，如圖乙所示，知F＝Tsinθ，而F＝keq\f(Q2,r2)，最終可得Q≈8.7×10－4C.圖1712．“真空中兩個靜止點電荷相距10cm，它們之間的相互作用力大小為9×10－4N，當它們合在一起時，成為一個帶電荷量為3×10－8C的點電荷．問原來兩電荷的帶電量各為多少？”某同學求解如下：依據(jù)電荷守恒定律：q1＋q2＝3×10－8C＝a①，依據(jù)庫侖定律：q1q2＝eq\f(r2,k)F＝eq\f(10×10－22,9×109)×9×10－4C2＝1×10－15C2＝b，將q2＝b/q1代入①式得：qeq\o\al(2,1)－aq1＋b＝0，解得q1＝eq\f(1,2)(a±eq\r(a2－4b))＝eq\f(1,2)(3×10－8±eq\r(9×10－16－4×10－15))，根號中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運算無誤．試指出求解過程中的問題并給出正確的解答．解：分