2022年高二物理 第13單元45分鐘過關檢測(訓練21 電荷 庫侖定律)(有解析) 大綱人教版第二冊

上傳人:xt****7 文檔編號:105282513 上傳時間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):5 大?。?67.02KB
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1、2022年高二物理 第13單元45分鐘過關檢測(訓練21 電荷 庫侖定律)(有解析) 大綱人教版第二冊 基礎鞏固·站起來,拿得到! 1.電荷量分別為q1、q2的兩個點電荷,相距r時相互作用力為F,則( ) A.如果q1、q2恒定,當距離變?yōu)閞/2時作用力將變?yōu)?F B.如果其中一個電荷的電荷量和它們的距離都減半時,作用力變?yōu)?F C.如果它們的電荷量和距離都加倍時,作用力不變 D.如果它們的電荷量都加倍,距離變?yōu)閞時,作用力變?yōu)?F 答案:BCD 解析:由庫侖定律F=k有:q1、q2恒定,r′=時F′=4F,A錯.其中一個電荷的電荷量減半,r′=時,F(xiàn)′=2F,B對.它們

2、的q和r都加倍時,F(xiàn)′=k=F,C對.它們的q加倍而r′=r時,F(xiàn)′==2F,D對. 2.下列說法中正確的是( ) A.只要是體積很小的帶電體,就可看作點電荷 B.只要是球形帶電體就可以看作點電荷 C.公式F=k只適用于計算真空中點電荷間的庫侖力 D.由公式F=k可知,r→0時,F(xiàn)→∞ 答案:C 解析:點電荷是個理想化的模型,實際帶電體能否看作點電荷不是看帶電體的大小,也不是看它的形狀,而是要看帶電體的大小和形狀對相互作用力的影響的大小.如果帶電體自身的大小相對于它們之間的距離來說足夠小,乃至它們的大小和形狀對相互作用力的影響小得可以忽略不計,那么這樣的帶電體就可以看成

3、點電荷.庫侖定律表達式F=k只適用于計算真空中的點電荷間的庫侖力,當兩帶電體無限靠近,即r→0時,帶電體就不能看成點電荷了,當然也就不能用庫侖定律公式來計算. 由以上分析可知,體積很小的帶電體,如果它們之間的距離很近,就不能看作點電荷;球形帶電體間的距離很近時,也不能看作點電荷,r→0時,帶電體不能看作點電荷,公式F=k不適用,因此正確選項為C. 3.如圖所示,兩根細線掛著兩個質量相同的小球A、B,上、下兩根細線中的拉力分別為TA、TB.現(xiàn)在使A、B帶同種電荷,此時上、下細線受力分別為TA′、TB′,則( ) A.TA′=TA,TB′>TB

4、 B.TA′=TA,TB′TB D.TA′>TA,TB′

5、) A.b將吸引a,吸引后不放開 B.b先吸引a,接觸后又把a排斥開 C.a、b之間不發(fā)生相互作用 D.b立即把a排斥開 答案:B 解析:因a帶正電,b帶負電,異種電荷相互吸引,輕質小球將向b靠攏并與b接觸;當小球a與b接觸后,將對兩球所帶的電荷進行重新分配,結果兩球帶同種電荷(正電或負電),因此兩球將會被排斥開.若a、b原帶電荷量相等,則a、b接觸后中和而都不帶電,a、b自由分開. 5.兩個完全相同的金屬小球,所帶電荷量之比為3∶5,當它們相距為R(R遠大于小球半徑r)時,相互作用力大小為F.現(xiàn)讓兩球接觸一下,然后放到相距為2R的兩點,這時兩球相互作用力大小可能是(

6、 ) A.F B.F C.F D.F 答案:AD 解析:設q1∶q2=3∶5,則有q1=3q,q2=5q 未接觸前,由庫侖定律有:F=k 接觸后:若兩球原來帶同種電荷,兩相同金屬球電荷平均分配,有:q1′=q2′=4q 此時庫侖力F′=k=k=F 若兩球原來帶異種電荷,兩相同金屬球先中和再平均分配電荷,有:q1″=q2″=q 此時庫侖力F″=k=k=. 6.如圖所示,在一條直線的A、B、C三點上分別放置QA=+3×10-9 C,QB=-4×10-9 C,QC=+3×10-9 C的點電荷.試求作用在A

7、電荷上的作用力. 答案:9.9×10-4 N 解析:力的大小等于9.9×10-4 N,力的方向由A指向C.研究A點電荷,分析A受到B、C電荷的靜電力,如圖所示,根據(jù)庫侖定律: FBA== N=1.08×10-3 N FCA== N=9.0×10-5 N 規(guī)定沿這條直線由A指向C為正方向,則A點電荷受到的合力大小為FA=FBA-FCA=1.08×10-3-9.0×10-5 N=9.9×10-4 N. 所以A點電荷受到的合力方向為由A指向C. 7.如圖所示,真空中有兩個點電荷,它們帶電荷量分別是qA=4×10-8 C和qB=-9×10-8 C,兩電荷A、B間的距離為r.今有第

8、三個點電荷qC,放入A、B所形成的電場中,A、B仍靜止且距離r保持不變,若A、B、C之間僅有電場力作用,則qC應為_________電荷,放在_________處,帶電荷量qC=_________. 答案:負 A電荷外側距A2r 3×10-7 C 解析:依題意qC應帶負電荷,放在帶電荷量較小的A電荷的外側,設距A為x處,如題圖所示. 由庫侖定律有: k=k=k == 解得:qC=3.6×10-7 C,x=2r. 能力提升·踮起腳,抓得?。? 8.如圖,兩個帶電金屬小球中心距離為r,帶電荷量均為Q,則對于它們之間電荷的相互作用力大小F的說法正確的是( ) A.

9、若是同種電荷Fk C.若是同種電荷F>k D.若是同種電荷F=k[Z|xx|k] 答案:AB 解析:當帶電體之間的距離遠遠大于帶電體的線度時,可以使用庫侖定律,否則不能使用庫侖定律.在該題中,若兩個帶電體的電荷量全部集中在球心上,則有:F=k,由題圖可知兩個帶電體不能看作點電荷,顯然F≠k.若兩個帶電體帶有等量的異種電荷,由于異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,如左下圖所示,這樣這兩部分電荷的距離小于r,所以有F>k.同理若兩球帶有同種電荷,由于同種電荷相互排斥,使電荷分布在兩球

10、較遠離的球面處,如右下圖所示,則有F

11、負電的小球放在單擺的懸點,設單擺的周期變?yōu)門′,則( ) A.T′T C.T′=T D.無法確定 答案:C 解析:根據(jù)單擺(θ<5°)周期公式T=2π,知T只與l、g有關.題中懸點有負電荷,繩子的張力T減小,回復力表達式F=mgsinα與懸點沒有負電小球時相同,即l、g沒變,故T′=T,選C. 11.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上固定著等質量的a、b、c三個帶電小球,且三球共線.如果只釋放a,其初始加速度為1 m/s2,方向向左.若只釋放c,其初始加速度為3

12、 m/s2,方向向右.現(xiàn)如果只釋放b,其初始加速度應為( ) A.2 m/s2,方向向左 B.1 m/s2,方向向左 C.2 m/s2,方向向右 D.1 m/s2,方向向右 答案:A 解析:依題意,只釋放a時,F(xiàn)ba+Fca=ma1[Z&xx&k] 只釋放b時,F(xiàn)cb+Fab=ma2 只釋放c時,F(xiàn)ac+Fbc=ma3[] 由牛頓第三定律,三式相加有:0=ma1+ma2+ma3,取向右為正方向有:a2=-2 m/s2,故選A. 拓展應用·跳一跳,夠得著! 12.兩個大小相同的小球帶有同種電荷(可看作點電荷),質量分別為m1和m2,帶電荷量分別為q1和q2

13、,用絕緣輕細線懸掛后,因靜電力而使兩懸線張開,分別與鉛垂線方向成夾角α1和α2,且兩球處于同一水平線上,如圖所示.若α1=α2,則下述結論正確的是……( )[Z,xx,k] A.q1一定等于q2 B.一定滿足= C.m1一定等于m2 D.必須同時滿足q1=q2,m1=m2 答案:C 解析:小球所處狀態(tài)是靜止平衡,用平衡條件求解. 小球m1受三個力FT、F、mg作用,以水平和豎直方向建立直角坐標系如圖所示,此時只需分解FT. 由平衡條件∑Fx=0,∑Fy=0得 tan

14、α1= 同理,對m2分析得tanα2= 因為α1=α2,所以tanα1=tanα2,m1=m2. 可見,只要m1=m2,不管q1和q2如何,α1都等于α2. 13.A、B、C是三個完全相同、帶有絕緣棒的金屬小球,已知其中一個帶電.如果A球先后與B、C球相接觸,A、C球放在距離為r的兩位置上,測得它們之間的庫侖力為F1;設法使三個球恢復初始狀態(tài),然后用C球先后和B、A球相接觸,再把A、C球放在距離為r的兩位置上,此時兩球間的庫侖力僅為.由此可以判斷原先哪個球帶有電荷? 答案:C球 解析:假定原先A球帶有電荷.設電荷量為q,F(xiàn)1=k=,F2=k==4F1≠ 所以不可能A球帶有電荷.

15、 假定原先C球帶有電荷,設電荷量為q,因為三個球完全相同,因此,兩球接觸后,電荷平均分配. F1=k= F2=k==F1 所以原先帶有電荷的是C球. 14.如圖所示,質量均為m的三個帶電小球A、B、C,放置在光滑的絕緣水平面上,彼此相隔的距離為L(L比球半徑r大許多),B球帶電荷量為Qb=-3q,A球帶電荷量為Qa=6q.若在C上加一個水平向右的恒力F,要使A、B、C三球始終保持L的間距運動,求: (1)F的大小為多少? (2)C球所帶電荷量為多少?帶何種電荷? 答案:(1)F= (2)8q 正 解析:將A、B、C三小球看成一個系統(tǒng),則三個小球之間的庫侖力為系統(tǒng)內力,

16、當C上加一恒力F,并使三球始終保持L的間距運動,則三球的加速度相同,均為,且方向為水平向右.對于B球,由于受A球的庫侖引力,且力的方向水平向左,那么受C球的庫侖引力必向右,才可能產生向右的加速度,這樣C球帶正電荷.設C球帶電荷量為Qc,則由庫侖定律和牛頓第二定律有: 對B:k-k=ma ① 對A:k-k=ma ② 由①②聯(lián)立得:Qc=8q,a= 根據(jù)牛頓第二定律,有A、B、C三小球構成系統(tǒng)的合外力F=3ma=.

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