1.2 静电力 库仑定律—鲁科版高中物理选修3-1 作业

第2节
静电力
库仑定律
作业
1．下列关于点电荷的说法，正确的是
(　　)
A．只有体积很小的带电体才可看成点电荷
B．体积很大的带电体一定不是点电荷
C．当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷
D．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
2．关于库仑定律的公式，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.根据库仑定律,当两点电荷间的距离趋近于零时,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
3．如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定(　　)
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力
D．两球受到的静电力大小相等
4．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的
(　　)
A.
B.
C.
D.
5．两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为(　　)
A．F＝k
B．F>k
C．FD．无法确定
6.如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　)
A．F1　　　
B．F2　　　
C．F3　　
D．F4
7.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是
(　　)
A．速度变大，加速度变大
B．速度变小，加速度变小
C．速度变大，加速度变小
D．速度变小，加速度变大
8．如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应
(　　)
A．带负电，放在A点
B．带正电，放在B点
C．带负电，放在C点
D．带正电，放在C点
9．.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电轻质小球a、b,左边放一个带正电的固定球,电荷量为+Q,两悬球都保持竖直方向。下面说法中正确的是(　　)
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
10．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4
m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为(　　)
A.正　B的右边0.4
m处
B．正　B的左边0.2
m处
C.负　A的左边0.2
m处
D．负　A的右边0.2
m处
11.如图所示，有两个完全相同的带电金属球A、B，B固定在绝缘地板上，A在离B高H的正上方由静止释放，与B碰撞后回跳高度为h，设整个过程只有重力、弹力和库仑力作用，且两球相碰时无能量损失，则(　　)
A．若A、B带等量同种电荷，h>H
B．若A、B带等量同种电荷，h＝H
C．若A、B带等量异种电荷，h>H
D．若A、B带等量异种电荷，h＝H
12．如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10
cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30
g，则B带电荷量是多少？(取g＝10
m/s2)
13.如图所示,把质量为0.2
g的带电小球A用丝线吊起,若将带电荷量为+4×10-8
C的小球B靠近它,当两小球在同一高度且相距3
cm时,丝线与竖直方向夹角为45°。g取10
m/s2,则:
(1)此时小球B受到的静电力F的大小为多少?
(2)小球A带何种电荷?
(3)小球A所带电荷量大小是多少?
14.有A、B两带电小球,A固定不动,B的质量为m。在静电力作用下,B由静止开始运动。已知初始时,A、B间的距离为d,B的加速度为a。经过一段时间后,B的加速度变为,此时,A、B间的距离应为多少?
参考答案：
1.
答案：C
解析：一个带电体能否被看做点电荷与物体本身的大小和形状无关，它是由研究的问题决定的．当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时，就可以看成点电荷，故C正确，A、B、D
错误．
2.
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;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;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;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对。
3.
答案:
D
解析:两球相互排斥，说明它们带有相同性质的电荷，但它们具体带何种性质的电荷不确定，A、B错．根据库仑定律及牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，方向相反，C错，D对．
4.
答案：CD
解析：由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球分别带电荷量为q1＝q、q2＝7q.若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q1′＝4q，q2′＝4q，则D正确．若两小球原来带异种电荷，接触后到q1″＝3q，q2″＝3q，则由库仑定律可知，C正确．
5.
答案:
D
解析：因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布。当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3R，如下图所示，所以静电力可能小于，也可能大于，故D正确。
6.
答案:
B
解析：如图，电荷c受a、b的库仑力分别为Fa、Fb，因a的电荷量小于b的电荷量，所以Fa7.
答案：C
解析：根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律F＝k知随着距离的增大，库仑斥力减小，加速度减小，所以只有选项C正确．
8.
答案：C
解析：a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态，可知在C答案状态下可使a受合力为零，故正确答案为C.
9.
答案：B
解析：要使a、b平衡,必须有a带负电,b带正电,且a球电荷量较小,故应选B。
10.
答案：C
解析　要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确．
11.
答案：C
解析：若A、B带等量同种电荷，接触时没有电荷量的重新分布，下降时库仑力做的负功与上升时库仑力做的正功绝对值相等，故上升到最高位置时，小球的机械能与刚下落时的机械能相等，上升的高度h＝H，B正确。若A、B带等量异种电荷，接触后两球都不带电，下降时库仑力做正功，上升时库仑力为零，不做功，小球的机械能增加，所以h>H，C正确。
12.解析:因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为L.
依据题意可得tan
30°＝，L＝＝
cm＝10
cm，
对B进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：
F＝mgtan
30°＝30×10－3×10×
N＝0.3
N.
依据F＝k得：F＝k.
解得Q＝＝×10×10－2
C＝1.0×10－6
C.
【答案】　1.0×10－6
C
13.解析:(1)根据题给条件,可知小球A处于平衡状态,分析小球A受力情况如图所示。mg:小球A的重力。FT:丝线的张力。F:小球B对小球A的静电力。三个力的合力为零。
F=mgtan
45°=0.2×10-3×10×1
N=2×10-3
N。
(2)小球B受到的静电力与小球A受到的静电力为作用力和反作用力,所以小球B受到的静电力大小为2×10-3
N。小球A与小球B相互吸引,小球B带正电荷,故小球A带负电荷。
(3)题中小球A、B都视为点电荷,它们相互吸引,其作用力大小F=k=mgtan
45°,所以qA=
C=5×10-9
C。
答案(1)2×10-3
N　(2)负电荷　(3)5×10-9
C
14.如图所示,设A、B带的电荷量分别为q1、q2,B的加速度为时,A、B间的距离为x,由库仑定律和牛顿第二定律可得k=
ma
①
k=m②
联立①②求得x=2d。
答案2d
图
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