2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)2靜電力庫侖定律含解析魯科版選修3-1

PAGE5-課時分層作業(yè)(二)靜電力庫侖定律(時間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)庫侖定律的適用范圍是()A．真空中兩個帶電球體間B．真空中隨意帶電體間C．真空中兩個靜止點電荷間D．真空中兩個帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時CD[庫侖定律適用范圍：真空中的靜止點電荷間，C、D正確。]2．下列說法正確的是()A．點電荷就是體積很小的帶電體B．點電荷就是帶電荷量很小的點C.依據(jù)F＝keq\f(Q1Q2,r2)可知，當(dāng)r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了D．靜電力常量的數(shù)值是由試驗得出的D[不論帶電體體積的大小如何，只要帶電體的體積、形態(tài)等對所探討問題的影響可以忽視，該帶電體就可以看成點電荷，A、B錯誤；當(dāng)r→∞時，它們間的靜電力F→0，庫侖定律仍舊適用，C錯誤；靜電力常量的數(shù)值是由試驗得出的，D正確。]3．有兩個點電荷，帶電荷量分別是Q和q，相距為d，相互作用力為F，為使作用力加倍，下列可行的是()A．使Q加倍B．使q減為原來的一半C．使Q和q都加倍D．使d減為原來的一半A[依據(jù)庫侖定律，要使得F′＝2F，可以：①使Q加倍，②使q加倍，③讓d減為原來的eq\f(\r(2),2)，正確選項為A。]4．關(guān)于靜電力常量k＝F·eq\f(r2,Q1Q2)，下列說法正確的是()A．k是一個無單位的常數(shù)B．k隨兩點電荷間的距離r增大而增大C．k隨兩個點電荷電荷量的乘積Q1Q2的減小而增大D．k在數(shù)值上等于兩個1C的點電荷相距1mD[靜電力常量k是依據(jù)庫侖扭秤試驗裝置測得的一個有單位的常量，與兩電荷間的作用力、電荷量的乘積、電荷間的距離無關(guān)，其數(shù)值上等于兩個1C的點電荷相距1m時的相互作用力的大小，故D正確5．兩個半徑相等、體積不能忽視的金屬球相距為r，它們帶有等量同種電荷q時，相互間的庫侖力為F1，若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時，庫侖力為F2，則兩力大小的關(guān)系是()A．F1＞F2 B．F1＜F2C．F1＝F2 D．無法確定B[依據(jù)庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)可知，r是兩點電荷的間距，因此當(dāng)帶同種電荷時，間距大于球心間距；當(dāng)帶異種電荷時，間距小于球心間距，所以庫侖力大小為F1<F2，故B正確。]6．真空中保持肯定距離的兩個點電荷，若其中一個點電荷的電荷量增加了原來的eq\f(1,2)，但仍舊保持它們之間的相互作用力不變，則另一點電荷的電荷量肯定削減了原來的()A．eq\f(1,5)B．eq\f(1,4)C．eq\f(1,3) D．eq\f(1,2)C[設(shè)兩個點電荷的電荷量大小分別為Q、q，依據(jù)庫侖定律有keq\f(Qq,r2)＝keq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Q＋\f(Q,2)))q′,r2)，得q′＝eq\f(2,3)q，即另一點電荷的電荷量肯定削減了原來的eq\f(1,3)，故選項C正確。]二、非選擇題(14分)7．有三個完全一樣的球A、B、C，A球帶電荷量為7Q，B球帶電荷量為－Q，C球不帶電，將A、B兩球固定，然后讓C球先同A球接觸，再同B球接觸，最終移去C球，則A、B球間的作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？[解析]設(shè)A、B兩球間的距離為r，由庫侖定律知，起先時A、B兩球之間的作用力為F＝keq\f(7Q×Q,r2)，據(jù)電荷均分原理可知，當(dāng)A、C兩球接觸時，兩球均帶電eq\f(7,2)Q，當(dāng)B、C兩球接觸時，兩球均帶電eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,2)Q－Q))＝eq\f(5,4)Q，故后來A、B兩球間的作用力F′＝keq\f(\f(7,2)Q×\f(5,4)Q,r2)＝eq\f(5,8)F。[答案]eq\f(5,8)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．人類已探明某星球帶負(fù)電，假設(shè)它是一個勻稱帶電的球體，將一帶負(fù)電的粉塵置于該星球表面h處，恰處于懸浮狀態(tài)。現(xiàn)設(shè)科學(xué)家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處，無初速釋放，則此帶電粉塵將()A．向星球地心方向下落B．飛向太空C．仍在那里懸浮D．沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出C[勻稱帶電的星球可視為點電荷。粉塵原來能懸浮，說明它所受的庫侖力與萬有引力相平衡，即eq\f(kQq,r2)＝Geq\f(Mm,r2)，可以看出，r增大，等式仍舊成立，故選C。]2．如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在一條直線上，q2與q3間的距離為q1與q2間距離的2倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零。由此可以判定，三個點電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6A[由于三個點電荷所受靜電力平衡，所以中間電荷的電性與兩邊電荷的電性相反，并且靠近電荷量較小的電荷。對q1有keq\f(|q1q2|,r2)＝keq\f(|q1q3|,（3r）2)，對q2有keq\f(|q1q2|,r2)＝keq\f(|q2q3|,（2r）2)，可解得q1∶q2∶q3＝(－9)∶4∶(－36)或q1∶q2∶q3＝9∶(－4)∶36。故選項A正確。]3．(多選)如圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c(可視為點電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下推斷正確的是()A．a(chǎn)對b的靜電力肯定是引力B．a(chǎn)對b的靜電力可能是斥力C．a(chǎn)的電荷量可能比b少D．a(chǎn)的電荷量肯定比b多AD[依據(jù)電場力方一直確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，因此A正確，B錯誤。同時依據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小，并由平衡條件來確定各自電荷量的大小，因此在大小上肯定為“兩大夾一小”，故D正確，C錯誤。]4．(多選)如圖所示，用等長絕緣線分別懸掛兩個大小和電性都相同的帶電小球A和B，A的質(zhì)量是B的2倍，A的帶電荷量是B的3倍。兩線上端固定于O點，B球固定在O點正下方。當(dāng)A球靜止時，兩懸線的夾角為α。能保持夾角α不變的方法是()A.同時使兩懸線長度和兩球的質(zhì)量都減半B．同時使B球的質(zhì)量和電荷量都減半C．同時使A球的質(zhì)量和電荷量都減半D．同時使兩懸線長度和兩球的電荷量都減半CD[小球A受到重力、庫侖力和拉力處于靜止?fàn)顟B(tài)，則三力平衡，重力和庫侖力的合力沿著繩子伸長的方向，只要重力和庫侖力的合力方向不變，小球就能保持平衡。同時使兩懸線長度和兩球的質(zhì)量減半，由于長度減半，若保持夾角不變，則庫侖力變?yōu)樵瓉淼?倍，因此重力和庫侖力的合力方向肯定變更，不能在原位置平衡，故A錯誤；同時使B球的質(zhì)量和電荷量都減半，依據(jù)庫侖定律F＝keq\f(qQ,r2)，庫侖力變?yōu)樵瓉淼囊话?，故A球的重力和庫侖力的合力方向肯定變更，不能在原位置平衡，B錯誤；同時使A球的質(zhì)量和電荷量減半，A球的重力和庫侖力都減小為原來的一半，故重力和庫侖力的合力方向不變，小球能保持平衡，C正確；同時使兩懸線長度和兩球的電荷量減半，球間距減為原來的一半，依據(jù)庫侖定律F＝keq\f(qQ,r2)，庫侖力不變，故重力和庫侖力的合力方向不變，球能保持平衡，故D正確。]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)如圖所示，A、B是帶有等量同種電荷的兩小球(均可視為質(zhì)點)，其中mA＝0.3kg，現(xiàn)用繞過光滑定滑輪O的絕緣細(xì)線將兩球懸掛起來，兩球平衡時，OA的長等于OB的長，A球緊靠在光滑絕緣豎直墻上，B球懸線OB偏離豎直方向60°，g＝10m/s2，[解析]分別對A、B進(jìn)行受力分析，如圖所示，T為細(xì)線上的拉力大小，對A球：T－mAg－Fcos60°＝0，對B球：Tcos60°＋F′cos60°＝mBg，Tsin60°＝F′sin60°，由作用力與反作用力可知F＝F′，解得mB＝0.6kg，T＝6N。[答案]0.6kg6．(14分)如圖所示，光滑絕緣水平面上固定著A、B、C三個帶電小球，它們的質(zhì)量均為m、間距均為r，A、B帶正電，電荷量均為q?，F(xiàn)對C施一水平力F的同時放開三個小球，欲使三小球在運動過程中保持間距r不變，求：(1)C球的電性和電荷量；(2)水平力F的大小。[解析]A球受到B球的庫侖力F1和C球的庫侖力F2作用后，產(chǎn)生水平向右的加速度，故F2必為引力，C球帶負(fù)電。如圖所示，依據(jù)庫侖定律F1＝keq\f(q2,r2)