2022高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 課時(shí)提升作業(yè)二 1.2 庫侖定律 新人教版選修3-1

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1、2022高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 課時(shí)提升作業(yè)二 1.2 庫侖定律 新人教版選修3-1 一、選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分) 1.關(guān)于庫侖定律，下列說法中正確的是 (　　) A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體 B.根據(jù)F=k，當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無窮大 C.若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力 D.庫侖定律和萬有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律 【解析】選D。點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的理想化模型，只有帶電體的大小和形狀對(duì)電荷的作用力影響很小時(shí)，實(shí)際帶電體才能視為點(diǎn)電荷，故選項(xiàng)

2、A錯(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)“點(diǎn)電荷”之間的距離趨近于零時(shí)，這兩個(gè)“點(diǎn)電荷”已相對(duì)變成很大的帶電體，不能再視為點(diǎn)電荷，公式F=k已不能用于計(jì)算此時(shí)的靜電力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；q1和q2之間的靜電力是一對(duì)相互作用力，遵從牛頓第三定律，它們的大小相等，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；庫侖定律與萬有引力定律的表達(dá)式相似，研究和運(yùn)用的方法也很相似，都是平方反比定律，故選項(xiàng)D正確。 2.真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，它們間的靜電力為F。若甲的電量變?yōu)樵瓉淼?倍，乙的電量變?yōu)樵瓉淼模嚯x變?yōu)?r，則它們之間的靜電力變?yōu)? (　　) A.　　 B.　　 C.　 　 D. 【解析】選B。設(shè)甲、乙兩點(diǎn)電荷原帶電量分別為

3、Q甲、Q乙，距離為r，由庫侖定律得：F=k，當(dāng)Q′甲=2Q甲，Q′乙=Q乙，r′=2r時(shí)，F(xiàn)′=k=k=F，故選B。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時(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.不能確定 【解析】選C。根據(jù)庫侖定律，兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫侖力只由兩個(gè)電荷的電量和它們之間的距離來確定，因此它們之間的庫侖力不受外界的影響。選項(xiàng)C正確。 3.如圖所示，光滑絕緣的水平面上的P點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，在它的右側(cè)N點(diǎn)由靜止開始釋放一個(gè)也帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，以向右為正方向，下列選

4、項(xiàng)中能反映小球運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的是 (　　) 【解析】選B。N點(diǎn)的小球釋放后，受到向右的庫侖力作用，開始向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)庫侖定律F=k可得，隨著兩者之間的距離的增大，小球受到的庫侖力在減小，根據(jù)牛頓第二定律a=可得，小球做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確。 4.(2018·淄博高二檢測(cè))兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷，分別放在A、B兩處，如圖所示，A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負(fù)電Q2，且Q2=4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3放在A、B直線上，欲使Q1、Q2、Q3三者均處于平衡狀態(tài)，則(　　) A.Q3為負(fù)電荷，且放于A左方 B.Q3為負(fù)電荷，且放于B右方 C.Q

5、3為正電荷，且放于A、B之間 D.Q3為正電荷，且放于B右方 【解析】選A?！皟赏瑠A一異”即“同性在兩邊，異性在中間”。若Q3為負(fù)電荷，必放于A點(diǎn)左方；若Q3為正電荷，則必放于B點(diǎn)右方，排除B、C。由“兩大夾一小”知，Q2不能處于中間位置，排除D，所以選A。 二、非選擇題(共22分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 5.如圖所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10 cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為m=30 g，則B帶電荷量是多少？(g取10 m/s2)【解析】因?yàn)锽靜止于光滑絕緣傾角為30°

6、的斜面上且恰與A等高，設(shè)A、B之間的水平距離為L(zhǎng)。 依據(jù)題意可得tan 30°=，L== cm=10 cm 對(duì)B進(jìn)行受力分析，如圖所示，依據(jù)物體的平衡條件解得庫侖力： F=mgtan 30°=30×10-3×10× N=0.3 N 依據(jù)F=k得：F=k 解得Q==×10×10-2 C= 1.0×10-6 C。 答案：1.0×10-6 C 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 如圖所示，用三根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線將三個(gè)帶電小球連接后懸掛在空中。三個(gè)帶電小球質(zhì)量相等，A球帶正電。平衡時(shí)三根絕緣細(xì)線都是直的，但拉力都為零。 (1)指出B球和C球分別帶何種電荷；并說明理由。 (2)若A球帶電荷量為Q，

7、則B球的帶電荷量為多少？ 【解析】(1)因?yàn)锳球與B球間細(xì)線無拉力，A球與C球間細(xì)線也無拉力，所以B球、C球均與A球帶相反電性電荷，即B、C兩球都帶負(fù)電荷。 (2)由對(duì)稱性知：qB=qC，B球受三力作用，如圖所示。根據(jù)平衡條件有： cos 60°= 解以上兩式得：qB= 故B球的帶電荷量為- 答案：(1)B、C均帶負(fù)電，理由見解析　(2)- 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 1.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處，無初速度釋放，則此帶電粉塵將 (　　) A.向星球地心方向下落

8、 B.飛向太空 C.仍在那里懸浮 D.沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出 【解析】選C。均勻帶電的星球可視為點(diǎn)電荷，粉塵原來能懸浮，說明它所受的庫侖力與萬有引力相平衡，即=G，可以看出，r增大，等式仍然成立，故選C。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)如圖所示，兩根絲線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B，此時(shí) 上、下絲線所受的力分別為TA和TB。如果使A帶正電荷，使B帶負(fù)電荷，上、下絲線所受的力分別為TA′、TB′，則 (　　) A.TA′=TA　　 B.TA′TA　　　　 D.TB′

9、分析其受力情況并根據(jù)平衡條件可知：上方絲線的拉力大小總是等于下面兩球重力的大小。以B球?yàn)檠芯繉?duì)象并分析其受力情況可知，當(dāng)A、B球不帶電時(shí)：TB=mBg；當(dāng)A、B球帶異種電荷時(shí)：TB′=mBg-F，F(xiàn)為A、B兩球間的庫侖力。故選項(xiàng)A、D正確。 2.(多選)兩個(gè)質(zhì)量分別是m1、m2的小球，各用絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時(shí)，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，如圖所示，此時(shí)兩個(gè)小球處于同一水平面上，則下列說法正確的是 (　　) A.若m1>m2，則θ1>θ2 B.若m1=m2，則θ1=θ2 C.若m1θ2 D.若q1>q2，則θ1=θ2 【解析】選B、C。以m1為研究對(duì)象，對(duì)m1受力分析如圖所示。 由共點(diǎn)力平衡得 FT sin θ1=F斥① FT cos θ1=m1g② 由得tan θ1=，同理tan θ2=，因?yàn)椴徽搎1、q2大小如何，兩帶電小球所受庫侖力屬于作用力與反作用力，大小永遠(yuǎn)相等，故從tan θ=知，m大，則tanθ小，θ亦小，m相等，θ亦相等，故選項(xiàng)B、C正確。