2019人教版必修第三册第九章第2节库仑定律提升练习(word版含答案)

2019人教版必修第三册 第九章 第2节 库仑定律 提升练习
一、解答题
1．如图所示，一半径为R的绝缘环上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离，试求P点的电场强度．
2．美国物理学家密立根通过油滴实验精确测量出电子的电荷量．测量原理是：让一些体积非常微小的带电油滴进入电场中，当电场力恰好与油滴所受重力平衡时，油滴处于悬浮状态．如图所示，匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向下，一滴质量为m的油滴恰好静止于电场中的P点，重力加速度为g．问：
(1)油滴带何种电荷；
(2)油滴所带电荷量q的大小．
3．为了形象地描述电场，法拉第引入了电场线的概念。电场线是真实存在的吗？
4．在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10-9C，直线MN过O点，OM=30cm，M点放有一点电荷q=-2×10-10 C，如图所示，求：
（1）M点电场强度大小；
（2）若M点的电势比N点的电势高15V，则电荷q从M点移到N点，电势能变化了多少(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2 )
5．已知在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3×10-11 m。氢原子核与质子所带的电荷量相同，为1.6×10-19C。电子带负电，所带的电荷量也是1.6×10-19 C。质子质量为1.67×10-27 kg，电子质量为9.1×10-31 k，静电力常量K为9×109 N m2/C2，万有引力常量G为6.7×10-11 N m2/kg2，求：
（1）请估算氢原子核与电子之间的库仑力F库的数量级；
（2）请估算氢原子核与电子之间的万有引力F万的数量级；
（3）根据你计算结果说明，研究微观带电粒子的相互作用时是否可以忽略万有引力。
6．在某电场中的P点，放一带电量q1=3.0×10-10C的检验电荷，测得该电荷受到的电场力大小为F1=9.0×10﹣7N，方向水平向右。求：
（1）P点的场强大小和方向；
（2）P点放一带电量为q2=﹣1.0×10-10C的检验电荷，求q2受到的电场力F2的大小和方向。
7．一电场的电场线分布如图所示，电场中有一带负电的检验电荷q。
(1)画出：①A点的电场强度方向；②q受到的电场力方向；
(2)q的电荷量大小为4μC，受到的电场力F为，求该处的电场强度大小？
二、填空题
8．同种电荷间相互________，这种作用通过________实现的，电场线上每点的切线方向都与该点的电场方向________．
9．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强大小为_____，方向_____。
10．如图所示，一个带电液滴带电量为q，质量为m，在两水平放置的场强为E的平行金属板之间静止．这个液滴带_______电．当两板间场强突然变为原来的1/2时，液滴则向_______运动，其加速度为____________．
11．电场：电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷__________，电荷间的相互作用是通过_______发生的。
12．19世纪，英国物理学家_____造性地在电场中引入电场线，用它来形象化地描述电荷周围的电场．1910年，美国物理学家__利用油滴法，确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值．
13．形象描述电场分布的曲线叫做 _________，我们用物理量 ______ 表示电场的强弱。
14．在点电荷Q产生的电场中，距Q为r处的A点有一电量q=5 × 10-9库的点电荷，它受到的电场力为4×10-8牛，则A点电场强度的大小为_________牛/库，若把q移到距离Q为2r处的B点，则它在B点受到的电场力的大小为__________牛 ．
15．电场强度E=____
16．如图所示，A为带电荷量为+Q的点电荷，B为半径为r的不带电的金属小球，球心到A的距离为R，则球心处的场强为___，感应电荷在球心处的场强为____．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．
【详解】
在圆环上取单位长度的电荷量为，在P点产生的场强：
整个圆环上，在P点产生的场强在竖直方向上合场强为0，在水平方向叠加：
联立解得P点场强为：
2．(1)油滴带负电荷 （2）
【解析】解：由平衡可知，电场线向下而力向上，所以带负电，
3．不是真实存在的
【详解】
电场线是为形象描述电场而人为假想出来的，不是真实存在的。
4．(1)100N/C (2)增加3×10-9J
【详解】
(1)由点电荷的场强公式可知： M点的场强大小
所以电荷Q在M点的电场强度大小是100N/C．
(2)电荷q从M点移到N点，电场力做的功为：
WMN=qUMN=q（φM-φN）=-2×10-10×15J=-3×10-9J，所以电势能增加了3×10-9J．
【点睛】
本题考查点电荷的场强公式和电场力做的功与电势能的转化之间关系.
5．（1）;（2）;（3）可以忽略
【详解】
（1）根据题意可知
（2）根据万有引力公式可知
（3）因为
电荷间的库仑力比万有引力大的多，所以电荷间的万有引力可以忽略。
6．（1）3×103N/C，方向水平向右；（2）3.0×10﹣7N，方向为水平向左
【详解】
（1）P点场强大小为
=3×103N/C
方向水平向右。
（2）在P点
F=Eq=3.0×103×1.0×10-10=3.0×10-7N
方向为水平向左。
7．(1)见解析；(2)
【详解】
(1) A点的电场强度方向为电场线在该处的切线方向；负受到的电场力方向与电场方向相反。如图
(2)该处的电场强度大小
8．排斥 电场 相同
【详解】
同种电荷间相互排斥，这种作用通过电场实现的，电场线上每点的切线方向都与该点的电场方向.
9． 由正电荷指向负电荷
【详解】
[1][2]两点电荷在连线中点处产生的场强大小
合场强大小
E=E++E﹣=
方向由正电荷指向负电荷。
10．负; 下; 0.5g;
【详解】
液滴在电场中静止，处于平衡状态，根据受力分析可知受到向上的电场力，故液滴带负电；
由mg=qE
若场强变为原来的，由F=qE可知电场力变为原来的，故合力为F合＝mg F′电＝mg，加速度为a=＝0.5g，向下做匀加速运动．
【点睛】
本题考查电荷在电场中受力平衡与加速两种情况，掌握平衡方程与牛顿第二定律的应用．注意正电荷的电场力与电场强度方向相同.
11．有力的作用 电场
【详解】
[1][2]由电场的定义可知，电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，电荷间的相互作用是通过电场发生的。
12．法拉第 密立根
【详解】
19世纪，英国物理学家法拉第造性地在电场中引入电场线，用它来形象化地描述电荷周围的电场．1910年，美国物理学家密立根利用油滴法，确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值．
13．电场线 E
【详解】
[1]形象描述电场分布的曲线叫做电场线;
[2]我们用物理量 电场强度E 表示电场的强弱。
14．8 牛/库 1×10-8 牛
【解析】
【详解】
[1]．A点电场强度的大小为
[2]．距离Q为2r处的场强为
它在B点受到的电场力的大小为
15．
【详解】
试题分析：电场强度等于放在电场中某点的试探电荷所受的电场力与其电荷的比值，即E=，而E=k 是点电荷电场强度公式，且E=只适用于匀强电场．
解：E=此公式，只适用于匀强电场；
场强度等于放在电场中某点的试探电荷所受的电场力与其电荷的比值，即电场强度的定义式是E=；
对于E=k 是点电荷电场强度公式，不属于比值定义．
故答案为=k=．
【点评】
本题关键要知道场强采用的比值法定义，掌握其定义式电场强度等于放在电场中某点的试探电荷所受的电场力与其电荷的比．
16．0 ，方向水平向右
【解析】
【详解】
［1］金属小球在带电荷量为+Q的点电荷电场中处于静电平衡，根据处于静电平衡的导体内部场强处处为零知，金属小球球心处的场强为0．
［2］点电荷+Q在球心处产生的场强E=，方向水平向左；则球面上感应电荷在球心处的场强与电荷A在球心处的场强大小相等方向相反，所以感应电荷在球心处的场强为，方向水平向右．
答案第1页，共2页
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