物理选修1-1人教新课标版：1.1电荷 库仑定律 课时作业3（word版含解析)
文档属性
| 名称 | 物理选修1-1人教新课标版：1.1电荷 库仑定律 课时作业3（word版含解析) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 134.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-11-16 12:45:57 | ||
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文档简介
2019-2020学年人教版选修1-11.1电荷库仑定律课时作业3（解析版)
1．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘轻质细线悬挂起来的两个相同的带电小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向。下面说法正确的是( )
A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小
C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小
2．如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B点电荷连接的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( )
A．A、B可能带等量异号的正、负电荷
B．A、B可能带不等量的正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反
3．绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示．下列关于 M、N带电情况表述正确的是（ ）
A．M可能不带正电
B．M、N都带正电
C．M、N都带负电
D．M、N可能都不带电
4．关于元电荷和点电荷的理解正确的是（ ）
A．元电荷就是指电子
B．物体带电量总是元电荷电量的整数倍
C．不同的带电方式，都是使物体产生出了正（或负）电荷
D．体积很小的带电体就是点电荷
5．真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量异种电荷，相隔一定距离，（距离远大于小球的直径）两球之间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间的库仑力大小（ ）
A．
B．
C．
D．
6．库仑定律的适用范围是 （ ）
A．真空中两个带电球体间的相互作用
B．真空中任意带电体间的相互作用
C．真空中两个静止点电荷间的相互作用
D．真空中两个带电体的大小小于它们之间的距离，则可应用库仑定律
7．如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上。现将与Q大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，若两小球可视为点电荷。在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是( )
A．小球P的速度一定先增大后减小
B．小球P的机械能先增大后减小
C．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零
D．小球P与弹簧组成的系统机械能保持不变
8．如图所示，质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，那么( )
A．两球一定带异种电荷
B．q1可能大于q2
C．m1一定大于m2
D．m1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力
9．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是
A．a对b的静电力可能是斥力 B．a对b的静电力一定是引力
C．a的电荷量一定比b的多 D．a的电荷量可能比b的少
10．真空中，相隔一定距离的两个异种点电荷，它们之间相互作用的静电力为F。下列说法正确的是
A．F是引力 B．F是斥力
C．若增大两电荷间的距离，则F减小 D．若增大两电荷间的距离，则F增大
11． 如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A带电量QA=10q，B带电量QB=q，若小球C上加一个水平向右的恒力，欲使A、B、C始终保持r的间距运动，求：
(1)C球的电性和电量QC；
(2)水平力F的大小。
12．如图所示，把质量为0.5g的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为2×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与竖直方向夹角为45(，求小球B受到的库仑力大小F和小球A带的电量qA．（g取10 m/s2，k＝9.0×109 Nm2/C2）
13．如图所示，把一电荷量为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起，若将电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r=0.3m时，绳与竖直方向夹角α=45°，取g=10m/s2，k=9.0×109N·m2/C2，且A、B两小球均可视为点电荷，求：
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)A球的质量.
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，说明a球带负电，b球带正电，对+Q 而言，a、b对+Q的水平方向的库仑力大小相等方向相反。根据得A离+Q较近，所以a球带电荷量较小，b球带电荷量较大。
A. a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大，与结论不相符，选项A错误；
B. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小，与结论相符，选B正确；
C. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大，与结论不相符，选项C错误；
D. a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小，与结论不相符，选项D错误。
2．D
【解析】
【详解】
AB.根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量同种正电荷，故AB错误；
C.电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，其电场强度也不为零，故C错误； D.由对称性可知，在a、b两点处场强大小相等方向相反，则同一试探电荷所受电场力大小相等，方向一定相反，故D正确。
3．A
【解析】
【详解】
A. 如果N带电，则M可能不带电，因为带电的物体可以吸引不带电的物体，根据牛顿第三定律可知，不带电的物体也会吸引带电的物体，故A正确。
BC.M、N不可能带同种电荷，因为同种电荷相互排斥，与题意不符，故BC错误。
D.如果都不带电，则N不会被吸引，故D错误。
4．B
【解析】
【详解】
A. 元电荷是指最小的电荷量，不是指电子，故A错误；
B. 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，故B正确。
C.根据电荷守恒定律可知，不同的带电方式，都是电荷转移的过程，故C错误。
D. 当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，与体积大小无直接关系，故D错误。
5．A
【解析】
【详解】
假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：
第三个不带电的金属小球C与A接触后A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为：
这时A、B两球之间的相互作用力的大小：
A．描述与分析相符，故A正确.
B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析不符，故D错误.
6．C
【解析】
【详解】
库仑定律适用于真空中两个静止点电荷间，或者带电体大小远小于它们之间距离（即也可看成点电荷）。
A.A项与上述分析不相符，故A错误；
B.B项与上述分析不相符，故B错误；
C.C项与上述分析相符，故C正确；
D.D项与上述分析不相符，故D错误。
7．AB
【解析】
【详解】
A.小球P接触到弹簧后，开始时弹簧的弹力小于库仑力与重力沿斜面向下的分力之和，则先沿斜面向下加速运动，后减速向下运动，当弹簧压缩量最大时，小球静止，即小球P的速度一定先增大后减小，故A正确；
B.由于小球P除了重力做功之外还有弹簧的弹力和库仑斥力做功，开始弹簧的弹力和库仑斥力的合力方向向下，做正功，所以小球P的机械能增大；随弹力的增大，二者的合力变为向上，合力做负功，机械能减小。所以小球P的机械能先增大后减少，故B正确；
C.小球P的速度一定先增大后减小，当P的加速度为零时，速度最大，所以小球P速度最大时所受弹簧弹力、重力沿斜面向下的分力和库仑力的合力为零，故C错误;
D.根据能量守恒定律知，小球P的动能、与地球间重力势能、与小球Q间电势能和弹簧弹性势能的总和不变，因为在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，Q对P的库仑斥力做正功，电势能减小，所以小球P与弹簧系统的机械能一定增加，故D错误。
8．AB
【解析】
【详解】
A. 两球相互吸引必定是异种电荷，故A正确。
B. 根据牛顿第三定律，两球间的库仑力大小相等，无法判断电量的大小，q1可能大于q2，故B正确。
C. 设两球间库仑力大小为F，对m1研究，得到：
同理，对m2研究，得到
则
因α＞β，得到m1＜m2，故C错误。
D. 根据牛顿第三定律，m1所受库仑力一定等于m2所受的库仑力，故D错误。
9．BC
【解析】
【详解】
AB. a静止，则b、c对a的静电力等大反向，则b、c带异种电荷，同理，c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，所以a对b的静电力一定是引力，故A错误，B正确；
CD. c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，且b、c间距离小于a、c间距离，由库仑定律可知，a带电量大于b，故C正确，D错误。
10．AC
【解析】
【详解】
AB.因为是异种点电荷，它们之间是引力，故A正确，B错误；
CD.根据库仑定律可知，若增大两电荷间的距离，则F减小，故C正确，D错误。
11．（1）C球带负电 QC=q （2）F=70k
【解析】
（1）对A、B、C系统研究得：
A球受到B球库仑斥力F1和C球库仑力F2后，要产生水平向右加速度，故F2必为引力，C球带负电。
对AB两球有
联立可得：
（2）对整体和A有
12． ；
【解析】
【详解】
根据题意可知，小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图所示。
①
代入数据解得：，根据牛顿第三定律可知，小球B受到的库仑力大小
由①式可知：
代入数据解得：。
答： ；。
13．(1)0.02N(2)2×10-3kg
【解析】
【详解】
(1)由库仑定律得
A、B两球间的库仑力大小：
；
(2)由牛顿第三定律知，B所受库仑力与A所受库仑力的大小相等；
对A受力分析如图所示：
根据平衡条件得：
，
代入数据可得
；
答：(1)A、B两球间的库仑力大小为0.02N；(2) A球的质量为。
1．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘轻质细线悬挂起来的两个相同的带电小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向。下面说法正确的是( )
A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小
C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小
2．如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B点电荷连接的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( )
A．A、B可能带等量异号的正、负电荷
B．A、B可能带不等量的正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反
3．绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示．下列关于 M、N带电情况表述正确的是（ ）
A．M可能不带正电
B．M、N都带正电
C．M、N都带负电
D．M、N可能都不带电
4．关于元电荷和点电荷的理解正确的是（ ）
A．元电荷就是指电子
B．物体带电量总是元电荷电量的整数倍
C．不同的带电方式，都是使物体产生出了正（或负）电荷
D．体积很小的带电体就是点电荷
5．真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量异种电荷，相隔一定距离，（距离远大于小球的直径）两球之间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间的库仑力大小（ ）
A．
B．
C．
D．
6．库仑定律的适用范围是 （ ）
A．真空中两个带电球体间的相互作用
B．真空中任意带电体间的相互作用
C．真空中两个静止点电荷间的相互作用
D．真空中两个带电体的大小小于它们之间的距离，则可应用库仑定律
7．如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上。现将与Q大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，若两小球可视为点电荷。在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是( )
A．小球P的速度一定先增大后减小
B．小球P的机械能先增大后减小
C．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零
D．小球P与弹簧组成的系统机械能保持不变
8．如图所示，质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，那么( )
A．两球一定带异种电荷
B．q1可能大于q2
C．m1一定大于m2
D．m1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力
9．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是
A．a对b的静电力可能是斥力 B．a对b的静电力一定是引力
C．a的电荷量一定比b的多 D．a的电荷量可能比b的少
10．真空中，相隔一定距离的两个异种点电荷，它们之间相互作用的静电力为F。下列说法正确的是
A．F是引力 B．F是斥力
C．若增大两电荷间的距离，则F减小 D．若增大两电荷间的距离，则F增大
11． 如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A带电量QA=10q，B带电量QB=q，若小球C上加一个水平向右的恒力，欲使A、B、C始终保持r的间距运动，求：
(1)C球的电性和电量QC；
(2)水平力F的大小。
12．如图所示，把质量为0.5g的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为2×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与竖直方向夹角为45(，求小球B受到的库仑力大小F和小球A带的电量qA．（g取10 m/s2，k＝9.0×109 Nm2/C2）
13．如图所示，把一电荷量为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起，若将电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r=0.3m时，绳与竖直方向夹角α=45°，取g=10m/s2，k=9.0×109N·m2/C2，且A、B两小球均可视为点电荷，求：
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)A球的质量.
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，说明a球带负电，b球带正电，对+Q 而言，a、b对+Q的水平方向的库仑力大小相等方向相反。根据得A离+Q较近，所以a球带电荷量较小，b球带电荷量较大。
A. a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大，与结论不相符，选项A错误；
B. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小，与结论相符，选B正确；
C. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大，与结论不相符，选项C错误；
D. a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小，与结论不相符，选项D错误。
2．D
【解析】
【详解】
AB.根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量同种正电荷，故AB错误；
C.电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，其电场强度也不为零，故C错误； D.由对称性可知，在a、b两点处场强大小相等方向相反，则同一试探电荷所受电场力大小相等，方向一定相反，故D正确。
3．A
【解析】
【详解】
A. 如果N带电，则M可能不带电，因为带电的物体可以吸引不带电的物体，根据牛顿第三定律可知，不带电的物体也会吸引带电的物体，故A正确。
BC.M、N不可能带同种电荷，因为同种电荷相互排斥，与题意不符，故BC错误。
D.如果都不带电，则N不会被吸引，故D错误。
4．B
【解析】
【详解】
A. 元电荷是指最小的电荷量，不是指电子，故A错误；
B. 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，故B正确。
C.根据电荷守恒定律可知，不同的带电方式，都是电荷转移的过程，故C错误。
D. 当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，与体积大小无直接关系，故D错误。
5．A
【解析】
【详解】
假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：
第三个不带电的金属小球C与A接触后A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为：
这时A、B两球之间的相互作用力的大小：
A．描述与分析相符，故A正确.
B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析不符，故D错误.
6．C
【解析】
【详解】
库仑定律适用于真空中两个静止点电荷间，或者带电体大小远小于它们之间距离（即也可看成点电荷）。
A.A项与上述分析不相符，故A错误；
B.B项与上述分析不相符，故B错误；
C.C项与上述分析相符，故C正确；
D.D项与上述分析不相符，故D错误。
7．AB
【解析】
【详解】
A.小球P接触到弹簧后，开始时弹簧的弹力小于库仑力与重力沿斜面向下的分力之和，则先沿斜面向下加速运动，后减速向下运动，当弹簧压缩量最大时，小球静止，即小球P的速度一定先增大后减小，故A正确；
B.由于小球P除了重力做功之外还有弹簧的弹力和库仑斥力做功，开始弹簧的弹力和库仑斥力的合力方向向下，做正功，所以小球P的机械能增大；随弹力的增大，二者的合力变为向上，合力做负功，机械能减小。所以小球P的机械能先增大后减少，故B正确；
C.小球P的速度一定先增大后减小，当P的加速度为零时，速度最大，所以小球P速度最大时所受弹簧弹力、重力沿斜面向下的分力和库仑力的合力为零，故C错误;
D.根据能量守恒定律知，小球P的动能、与地球间重力势能、与小球Q间电势能和弹簧弹性势能的总和不变，因为在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，Q对P的库仑斥力做正功，电势能减小，所以小球P与弹簧系统的机械能一定增加，故D错误。
8．AB
【解析】
【详解】
A. 两球相互吸引必定是异种电荷，故A正确。
B. 根据牛顿第三定律，两球间的库仑力大小相等，无法判断电量的大小，q1可能大于q2，故B正确。
C. 设两球间库仑力大小为F，对m1研究，得到：
同理，对m2研究，得到
则
因α＞β，得到m1＜m2，故C错误。
D. 根据牛顿第三定律，m1所受库仑力一定等于m2所受的库仑力，故D错误。
9．BC
【解析】
【详解】
AB. a静止，则b、c对a的静电力等大反向，则b、c带异种电荷，同理，c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，所以a对b的静电力一定是引力，故A错误，B正确；
CD. c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，且b、c间距离小于a、c间距离，由库仑定律可知，a带电量大于b，故C正确，D错误。
10．AC
【解析】
【详解】
AB.因为是异种点电荷，它们之间是引力，故A正确，B错误；
CD.根据库仑定律可知，若增大两电荷间的距离，则F减小，故C正确，D错误。
11．（1）C球带负电 QC=q （2）F=70k
【解析】
（1）对A、B、C系统研究得：
A球受到B球库仑斥力F1和C球库仑力F2后，要产生水平向右加速度，故F2必为引力，C球带负电。
对AB两球有
联立可得：
（2）对整体和A有
12． ；
【解析】
【详解】
根据题意可知，小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图所示。
①
代入数据解得：，根据牛顿第三定律可知，小球B受到的库仑力大小
由①式可知：
代入数据解得：。
答： ；。
13．(1)0.02N(2)2×10-3kg
【解析】
【详解】
(1)由库仑定律得
A、B两球间的库仑力大小：
；
(2)由牛顿第三定律知，B所受库仑力与A所受库仑力的大小相等；
对A受力分析如图所示：
根据平衡条件得：
，
代入数据可得
；
答：(1)A、B两球间的库仑力大小为0.02N；(2) A球的质量为。