物理选修1-1人教新课标版：1.1电荷 库仑定律 课时作业2（word版含解析)

2019-2020学年人教版选修1-11.1电荷库仑定律课时作业2（解析版)
1．对于库仑定律，下列说法正确的是
A.凡计算两个点电荷间的作用力，就可以使用公式
B.两个带电小球即使距离非常近，也能用库仑定律
C.当r趋于0时，库仑力趋于无穷大
D.两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力减为原来的四分之一
2．下列说法正确的是（ ）
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷
C.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
D.所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍
3．真空中有两个点电荷，当它们相距1 mm时，相互作用的斥力是1.0×10-6 N。当它们相距10 μm时，相互作用的斥力是
A.1.0×10-2 N B.1.0×10-4 N C.1.0×10-6 N D.1.0×10-8 N
4．关于物理学史，下列阐述符合历史史实的是
A.英国物理学家汤姆逊首先测定了元电荷e的数值
B.英国物理学家法拉第当年确信空间处处存在着有形的力线
C.英国物理学家卡文迪许用扭秤实验的方法得出了库仑定律
D.牛顿用实验的方法测出引力常数的数值
5．如图，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量(可视为点电荷)，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开.这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是
A. B.
C. D.
6．两个完全相同的金属球A和B(可视为点电荷)带电荷量之比为1∶7，相距为r.两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是(　 　)
A．3∶7 B．7∶9 C．9∶7 D．16∶7
7．用两根等长的细线各悬挂一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相距L而平衡，若使它们的带电量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间距离 （ ）
A．大于L/2 B．小于 L/2 C．等于 L/2 D．等于L
8．如图所示，光滑绝缘的水平面上有带异种电荷的小球A、B，它们在水平向右的匀强电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动．设A、B的电荷量绝对值依次为QA、QB，则下列判断正确的是( )
A．小球A带负电，小球B带正电，且QA＞QB
B．小球A带负电，小球B带正电，且QA＜QB
C．小球A带正电，小球B带负电，且QA＞QB
D．小球A带正电，小球B带负电，且QA＜QB
9．关于物理学研究方法，下列叙述中正确的是（　　）
A．伽利略研究自由落体运动运用了微小量放大法
B．?时的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
C．探究求合力的方法实验运用了控制变量法
D．用点电荷来代替实际带电体运用了理想模型法
10．两根等长的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量分别为m1和m2，已知两球间存在大小相等、方向相反的斥力而使两线张开一定角度，分别为45°和30°，如图所示，则为
A． B． C． D．
11．如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。
(1)求液珠的比荷；
(2)求液珠速度最大时离A点的距离h；
12．把质量是的带电小球B用细线悬挂起来，如图所示。若将带电荷量为的小球A靠近B，平衡时细线与竖直方向成角，A、B在同一水平面上，相距0.30cm，试求：
(1) A球受到的电场力多大？
(2) B球所带电荷量为多少？
13．如图所示，两个可视为质点的金属小球A和B质量都是m，都带正电荷，电荷量都是q，如果连接小球的绝缘细线长度都是L，静电力常量为k，重力加速度为g。求：连接A、B的细线张力为多少？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A.库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷，故A错误。
B.如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷。一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，B中两个金属球不能看成点电荷，库仑定律不适用，故B错误。
C.当r趋于0时，两个金属球不能看成点电荷，库仑定律不适用相,故C错误；
D.两个点电荷的电量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，根据公式，则有它们之间库存仑力减为原来的，故D正确；
2．D
【解析】
【详解】
A.元电荷是指电子或质子所带的电量，但不是指质子和中子；故A错误；
B.在研究带电体间的相互作用时，若带电体的尺寸远小于它们之间的距离时，可把带电体看成点电荷，体积很大的带电体也可能看成点电荷；故B错误；
C.若质子和电子的形状不能忽略时，则不能看作点电荷；故C错误；
D.任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，所以D正确；
3．A
【解析】
【详解】
真空中有两个点电荷，当它们相距1mm时，相互作用的斥力是1.0×10-6N。根据库仑定律得：，r1=1mm当它们相距10μm时，相互作用的斥力是，r2=10μm
所以F′=1.0×10-2N；
A. 1.0×10-2 N，与结论相符，选项A正确；
B. 1.0×10-4 N，与结论不相符，选项B错误；
C. 1.0×10-6 N，与结论不相符，选项C错误；
D. 1.0×10-8 N，与结论不相符，选项D错误。
4．B
【解析】
【详解】
A. 美国物理学家密立根首先测定了元电荷e的数值，选项A错误；
B. 英国物理学家法拉第当年确信空间处处存在着有形的力线，选项B正确；
C. 英国物理学家库伦用扭秤实验的方法得出了库仑定律，选项C错误；
D. 卡文迪许用实验的方法测出引力常数的数值，选项D错误。
5．A
【解析】
【详解】
两球之间是相互的 ，说明两球带等量的异种电荷，设A球带电量为，B球带电量为，两球之间的引力的大小为，第三个不带电的球C与A接触后，A和C的电荷量都为，C与B接触后先中和在平分，则C和B的电荷量都为，这时A、B两球之间的相互作用力的大小为，故A正确，BCD错误。
6．C
【解析】
【详解】
两个完全相同的金属小球,将它们相互接触再分开,带电量先中和后平分,设金属球A和B带电量为,所以分开后A、B所带的电荷相等都为3Q,?根据库仑定律得:

计算得出

A. 3∶7，与分析不符，故A错误；
B. 7∶9，与分析不符，故B错误；
C. 9∶7，与分析相符，故C正确；
D. 16∶7，与分析不符，故D错误。
7．A
【解析】
【详解】
对球受力分析，受重力、细线的拉力和静电斥力，如图所示： 根据平衡条件，有：
F=mgtanθ
由题，两球的电量减小一半，若距离不变，根据库仑定律知，库仑力减小为；由于角度θ不变，故F库假设两球的电量减小一半，若距离也减小一半，库仑力不变；由于角度θ减小，故F库＞mgtanθ，不能平衡，间距要变大，即大于；
A. 大于L/2，与结论相符，选项A正确；
B. 小于L/2，与结论不相符，选项B错误；
C. 等于L/2，与结论不相符，选项C错误；
D. 等于L，与结论不相符，选项D错误。
8．B
【解析】
【详解】
CD.假设小球A带正电，小球B带负电，对小球各自受力分析，小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力，所以小球B的合力向左。由于小球A、B向右做匀加速运动，所以它们所受合力方向水平向右，则假设不成立，故CD错误。
AB.小球A带负电，小球B带正电，对小球各自受力分析，由牛顿第二定律得：对小球B：
①
对小球A：
②
两式相加得：
EQB-EQA=mBaB+mAaA
所以必有QA＜QB。则选项B正确，A错误。
9．D
【解析】
【详解】
A.伽利略在研究自由落体运动时采用了转化法，故A错误。
B.△t→0 时的平均速度可看成瞬时速度运用了极限法，故B错误；
C.探究求合力方法的实验中使用了等效替代的方法，故C错误；
D.用点电荷来代替实际带电体运用了理想模型法，故D正确；
10．A
【解析】
【详解】
对两球进行受力分析，并进行矢量平移，如图?所示。
图?中的灰色三角形是等腰三角形，两底角相等，设为；而且两球相互作用的斥力方向相反，大小相等，设为?，对左边的矢量三角形用正弦定理，有：
对右边的矢量三角形，有：
联立可得：
A.与分析相符，故A正确；
B.与分析不符，故B错误；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误。
11．(1)(2)H
【解析】
【详解】
(1)设液珠的电荷量为q，质量为m，有
k－mg＝ma
又由题
a=g
解得液珠的比荷为
＝
(2)当液珠速度最大时，库仑力与重力大小相等有
k＝mg
解得
h＝H
12．(1)(2)
【解析】
【详解】
(1)对B球受力分析如图所示，由几何关系知：
由牛顿第三定律知：
(2)由库仑定律得：
代入数据得：
13．
【解析】
【详解】
以为研究对象，受到竖直向下的重力，以及竖直向下的库仑力，还有绳子竖直向上的拉力，则有：