2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 课时提升作业二 1.2 库仑定律 新人教版选修3-1.doc

课时提升作业 二 库仑定律(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分)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=kq1q2r2，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【解析】选D。点电荷是实际带电体在一定条件下的理想化模型，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“点电荷”之间的距离趋近于零时，这两个“点电荷”已相对变成很大的带电体，不能再视为点电荷，公式F=kq1q2r2已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，遵从牛顿第三定律，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，都是平方反比定律，故选项D正确。2.真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r，它们间的静电力为F。若甲的电量变为原来的2倍，乙的电量变为原来的13，距离变为2r，则它们之间的静电力变为()A.3F8 B.F6C.8F3 D.2F3【解析】选B。设甲、乙两点电荷原带电量分别为Q甲、Q乙，距离为r，由库仑定律得：F=kQ甲Q乙r2，当Q甲=2Q甲，Q乙=13Q乙，r=2r时，F=k2Q甲13Q乙4r2=16kQ甲Q乙r2=16F，故选B。【补偿训练】A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将()A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.不能确定【解析】选C。根据库仑定律，两个点电荷间的库仑力只由两个电荷的电量和它们之间的距离来确定，因此它们之间的库仑力不受外界的影响。选项C正确。3.如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是()【解析】选B。N点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，开始向右运动，根据库仑定律F=kq1q2r2可得，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律a=Fm可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B正确。4.(2018淄博高二检测)两个可自由移动的点电荷，分别放在A、B两处，如图所示，A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在A、B直线上，欲使Q1、Q2、Q3三者均处于平衡状态，则()A.Q3为负电荷，且放于A左方B.Q3为负电荷，且放于B右方C.Q3为正电荷，且放于A、B之间D.Q3为正电荷，且放于B右方【解析】选A。“两同夹一异”即“同性在两边，异性在中间”。若Q3为负电荷，必放于A点左方；若Q3为正电荷，则必放于B点右方，排除B、C。由“两大夹一小”知，Q2不能处于中间位置，排除D，所以选A。二、非选择题(共22分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.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静止于光滑绝缘倾角为30的斜面上且恰与A等高，若B的质量为m=303 g，则B带电荷量是多少？(g取10 m/s2)【解析】因为B静止于光滑绝缘倾角为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=hL，L=htan30=1033 cm=103 cm对B进行受力分析，如图所示，依据物体的平衡条件解得库仑力：F=mgtan 30=30310-31033 N=0.3 N依据F=kQ1Q2r2得：F=kQ2L2解得Q=FL2k=0.3910910310-2 C=1.010-6 C。答案：1.010-6 C【补偿训练】如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A球带正电。平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零。(1)指出B球和C球分别带何种电荷；并说明理由。(2)若A球带电荷量为Q，则B球的带电荷量为多少？【解析】(1)因为A球与B球间细线无拉力，A球与C球间细线也无拉力，所以B球、C球均与A球带相反电性电荷，即B、C两球都带负电荷。(2)由对称性知：qB=qC，B球受三力作用，如图所示。根据平衡条件有：kQqBr2cos 60=kqCqBr2解以上两式得：qB=Q2故B球的带电荷量为-Q2答案：(1)B、C均带负电，理由见解析(2)-Q2【能力挑战区】1.人类已探明某星球带负电，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电的粉尘置于该星球表面h处，恰处于悬浮状态。现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处，无初速度释放，则此带电粉尘将()A.向星球地心方向下落B.飞向太空C.仍在那里悬浮D.沿星球自转的线速度方向飞出【解析】选C。均匀带电的星球可视为点电荷，粉尘原来能悬浮，说明它所受的库仑力与万有引力相平衡，即kQqr2=GMmr2，可以看出，r增大，等式仍然成立，故选C。【补偿训练】(多选)如图所示，两根丝线挂着两个质量相同的小球A、B，此时上、下丝线所受的力分别为TA和TB。如果使A带正电荷，使B带负电荷，上、下丝线所受的力分别为TA、TB，则()A.TA=TAB.TATAD.TBm2，则12 B.若m1=m2，则1=2C.若m12 D.若q1q2，则1=2【解析】选B、C。以m1为研究对象，对m1受力分析如图所示。由共点力平衡得FT sin 1=F斥FT cos 1=m1g由得tan 1=F斥m1g，同理tan 2=F斥m2g，因为不论q1、q2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，大小永远相等，故从tan =Fmg知，m大，则tan小，亦小2，m相等，亦相等，故选项B、C正确。