课件23张PPT。目标导航预习引导目标导航预习引导目标导航预习引导目标导航预习引导目标导航预习引导问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测1 2 3 4 5问题导学当堂检测1 2 3 4 51 2 3 4 5问题导学当堂检测1 2 3 4 5问题导学当堂检测1 2 3 4 5问题导学当堂检测1 2 3 4 5问题导学当堂检测课时训练2 库仑定律
1.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体
B.根据F=k,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大
C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是二次方反比定律
答案:D
解析:点电荷是实际带电体的近似,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F=k不能用于计算此时的静电力,故选项B错误;q1和q2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是二次方反比定律。故选项D正确。
2.(多选)两个相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( )
A. B. C. D.
答案:CD
解析:设两金属球带异种电荷,电荷量分别为q和-7q,两者间库仑力大小为:F=k=;两者接触后再放回原来的位置上,两金属球所带电荷量均为-3q,库仑力为:F'=k=,是原来的,选项C正确。
设两金属球带同种电荷,电荷量分别为q、7q,由库仑定律有:F=k=;两者接触后再放回原来的位置上,两金属球所带电荷量均为4q,库仑力为:F'=k=,是原来的,选项D正确。
3.真空中两个电性相同的点电荷q1、q2,它们相距较近,保持静止。今释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动,则q2在运动过程中的速度随时间变化规律正确的是( )
答案:A
解析:根据F=k,对点电荷q2分析得a=,随距离的增加,a变小,故选A。
4.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,壳层的厚度和质量分布均匀,将它们分别固定于绝缘支座上,两球心间的距离为l,为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,两球电荷量的绝对值均为Q,那么,a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为( )
A.F引=G,F库=k B.F引≠G,F库≠k
C.F引≠G,F库=k D.F引=G,F库≠k
答案:D
解析:万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,虽然两球心间的距离l只有球半径的3倍,但由于壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看作质量集中于球心的质点。因此,可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳,由于两球的间距l只有球半径的3倍,不能看成点电荷,不满足库仑定律的适用条件。故选项D正确。
5.设某星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km的地方,又若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km的地方相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )
A.向星球下落 B.仍在原处悬浮
C.推向太空 D.无法判断
答案:B
解析:设粉尘距球心为r,粉尘质量为m,星球质量为M,粉尘带电荷量为q,星球带电荷量为Q,则有=G。由等式可看出r再大,等式仍成立,故选B。
6.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上,q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为( )
A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36
C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6
答案:A
解析:分别取三个点电荷为研究对象,由于三个点电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡,所以这三个点电荷不可能全是同种电荷,这样可立即排除B、D选项,故正确选项只可能在A、C中。若选q2为研究对象,由库仑定律知:=,因而得:q1=q3,即q3=4q1。选项A恰好满足此关系,显然正确选项为A。
7.已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为e,下夸克带电为-e,e为电子所带电荷量的大小。如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=1.5×10-15m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力。
答案:上夸克之间的静电力为45.5 N,是排斥力;上夸克与下夸克之间的静电力为22.8 N,是吸引力
解析:质子带电荷量为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
Fuu=k=k,
代入数据,得Fuu=45.5 N,是排斥力。
上夸克与下夸克之间的静电力为
Fud=k=k
代入数据,得Fud=22.8 N,是吸引力。
8.如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置,若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离。
答案:
解析:如图所示,小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力FT、A对它的库仑力F。
由力的平衡条件,可知
F=mgtan θ
根据库仑定律
F=k
解得r==。
