2019-2020学年粤教版选修3-1 1.2探究静电力 达标作业（解析版)

1.2探究静电力
达标作业（解析版)
1．两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为（ ）
A．F B．4F/3 C．4F D．2F
2．在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F。要使它们之间的相互作用力变为2F，下列方法中可行的是
A．仅使甲、乙的电荷量都变为原来的倍
B．仅使甲、乙的电荷量都变为原来的倍
C．仅使甲、乙之间的距离变为原来的2倍
D．仅使甲、乙之间的距离变为原来的倍
3．两个带正电的小球，放在光滑的水平绝缘板上，它们相距一定距离．若同时释放两球，它们的加速度之比将(　　)
A．增大 B．先增大后减小
C．保持不变 D．减小
4．真空中有两个距离保持不变的点电荷，若将它们各自的电量都增大到原来的3倍，则两电荷之间相互作用的静电力将增大到原来
A．2倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍
5．真空中有两个点电荷，若保持它们的带电量都不变，距离减小为原来的一半，则库仑力变为原来的（）
A．倍 B．倍 C．2倍 D．4倍
6．在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献.他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法.下列叙述不正确的是（ ）
A．库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值
B．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法
C．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法
D．电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式
7．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，都是平方反比定律
8．如图所示，质量分别是m1和m2，电荷量分别是q1和q2的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，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．两球可能带同种电荷
B．q1一定大于q2
C．m1一定小于m2
D．m1所受的电场力一定大于m2所受的电场力
9．真空中两个相同的金属小球A和B，带电荷量分别为QA=2×10-8C和QB=4×10-8C，相互作用力为F，若将两球接触后再放回原处，则它们之间的作用力将变为（ ）
A． B． C． D．
10．两个相同的带电金属小球（可看成点电荷），电量大小之比是1：7，在真空中相距为r。现将两球接触后仍放回原处，则它们间库仑力的可能是原来的（　　）
A．7 B．3/7 C．9/7 D．16/7
11．如图所示，在A点固定一带正电的小球1，带电小球2质量为m，电量为q，用一根长度为L不可伸长的绝缘细线悬挂在O点，小球2能静止在B点，悬线与竖直方向成θ角，A、B两点等高，A、B距离为r，现将球2拉至水平位置C由静止释放，球2运动到B点的速度大小为v，（小球大小不计）求：
（1）小球1的带电量Q
（2）B、C两点电势差UBC
12．两个金属球彼此距离为L，其中L远远大于球的半径.它们都带正电荷，电荷均匀分布，电荷量分别为Q1、Q2，则它们之间的静电力为？
13．如图所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为________．
14．如图所示，放在光滑绝缘水平面上的带电两个小球，相距0.18m，已知Q1电量为＋1.8×10-12C，此时两个点电荷间的静电斥力F=1.0×10-12N，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。则Q2所带的电量是_____________。当它们的距离为0.36m时，它们之间的静电力是多大_________。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
由库仑定律可得:
;
解得：
;
由于两球之间是斥力所以带同种电荷那么两球接触后再分开要平分总电量,故分开后两球的带电量为2q；则库仑力为:
A. F与上述计算结果不相相符，故A错误；
B. 4F/3与上述计算结果不相相符，故B错误；
C. 4F与上述计算结果相相符，故C正确；
D. 2F与上述计算结果不相相符，故D错误。
2．B
【解析】
【详解】
由库仑定律F=
A、当甲、乙的电荷量都变为原来的倍，库仑力变为F．故A错误．
B、甲、乙的电荷量都变为原来的倍，库仑力变为2F．故B正确．
C、甲、乙之间的距离变为原来的2倍，库仑力变为F．故C错误
D、甲、乙之间的距离变为原来的倍，，库仑力变为F．故D错误．
故选B．
3．C
【解析】
【详解】
两小球间的库仑力互为相互作用力，在任意时刻都是大小相等方向相反，由F=ma可知它们的加速度之比总是为质量的反比，C对；
4．D
【解析】
【详解】
由库仑定律得：点电荷间的距离r保持不变，静电力与两点电荷的电量乘积成正比，每个电荷的电荷量都增大到原来的3倍，则静电力将增大到原来的9倍。A．2倍，与结论不相符，选项A错误；
B．3倍，与结论不相符，选项B错误；
C．6倍，与结论不相符，选项C错误；
D．9倍，与结论相符，选项D正确；
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
根据库仑定律可知，若保持两个点电荷的带电量都不变，距离减小为原来的一半，则库仑力变为
即库仑力变为原来的4倍。
A. 倍，与结论不相符，选项A错误；
B. 倍，与结论不相符，选项B错误；
C. 2倍，与结论不相符，选项C错误；
D. 4倍，与结论相符，选项D正确；
6．A
【解析】
【详解】
库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了引力常数k的数值，选项A错误；法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法，选项B正确；用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法，选项C正确；电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选A.
7．D
【解析】
【详解】
A．当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。不是体积小就能看成点电荷。故A错误。
B．当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用。故B错误。
C．两电荷之间的相互作用力大小相等，与点电荷电量的大小无关。故C错误。
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律，故D正确。
8．C
【解析】
【详解】
A．两球相互吸引必定是异种电荷。故A错误。
B．两球间的库仑力为相互作用力，无论电荷量是否相等都有库仑力大小相等，故无法判断电量的大小。故B错误。
C．设两球间库仑力大小为F，对m1研究，得到F=m1gtanα，同理对m2研究，得到F=m2gtanβ则
m1tanα=m2tanβ
因α＞β，得到m1＜m2，故C正确。
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；
故选C。
9．A
【解析】设A球的电荷量为Q，则B球的电荷量为2Q，
未接触前，根据库仑定律，得： ，接触后两球带电量平分，再由库仑定律，得： ，则，故A正确。
点晴：本题考查运用比例法求解物理问题的能力．对于两个完全相同的金属球，互相接触后电量平分。
10．CD
【解析】
【详解】
由库仑定律可得：得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7。当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7．故CD正确，AB错误。故选CD。
11．(1) (2)
【解析】试题分析：对带电小球2静止时受力分析，由力的平衡条件和库仑定律即可求出小球1的带电量；小球2从C至B运动过程，由动能定理即可求出B、C两点电势差UBC。
（1）带电小球2静止时，由力平衡有：
解得：
（2）小球2从C至B运动过程，由动能定理：
解得：
点睛：本题主要考查了带电体在电场与重力场中的平衡与运动问题，以及电势差的定义式。
12．F=K
【解析】
因L远远大于球的半径，则两点荷可看做点电荷，根据库仑定律可知，它们之间的静电力为
13．32:45:13
【解析】
【详解】
根据库仑定律公式F=k，对C研究，A对C库仑力大小FAC=，方向由C到A，而B对C的库仑力的大小FBC=，方向由C到B，则C所受库仑力的大小为FC=，方向：由C到B；同理，对A研究，那么C对A的库仑力大小为FAC=，方向由A到C，而B对A的库仑力的大小FBA=，方向由B到A，则A所受库仑力的大小为FA=，方向：由B到A；同理，对B研究，那么C对B的库仑力大小为FAC=，方向由A到C，而A对B的库仑力的大小FBA=，方向由A到B，则B所受库仑力的大小为FA=，方向：由B到C；那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为32：45：13；
【点睛】
本题是库仑定律的直接运用问题，关键是记住库仑定律的表达式F=k，并注意库仑力的方向及叠加原则．
14．
【解析】
【详解】
据，可得，代入数据解得：
当它们的距离变为0.36m时，，代入数据解得：