高中物理课时分层作业点电荷间相互作用粤教选修

高中物理课时分层作业点电荷间的相互作用粤教版选修高中物理课时分层作业点电荷间的相互作用粤教版选修PAGE高中物理课时分层作业点电荷间的相互作用粤教版选修课时分层作业(二)点电荷间的相互作用[基础达标练](15分钟50分)一、选择题(此题共6小题，每题7分)1．以下对于点电荷的说法正确的选项是()A．点电荷是客观存在的带有电荷的几何点B．假如带电体自己大小和形状对它们间的相互作用影响可忽视，即可视为点电荷C．真空中两个静止点电荷间的相互作使劲，跟它们之间的距离成反比D．真空中两个静止点电荷间的相互作使劲，跟它们所带的电荷量的乘积成反比B[点电荷是理想化的物理模型，客观不存在，故A错；由库仑定律可知，真空中两个静止点电荷间的相互作使劲，跟它们之间的距离的平方成反比，跟它们所带的电荷量的乘积成正比，故C错、D错．]2．A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其余电荷移到A、B周边时，A、B之间的库仑力将()A．可能变大B．可能变小C．必定不变D．不可以确立C[依据库仑定律，两个点电荷间的库仑力只由两个电荷的电荷量和它们间的距离来确立，所以它们间的库仑力不会遇到外界的影响．选项C正确．]3．两个半径为R的金属球所带电荷量分别为Q1和Q2，当两球心相距为r时，相互作用的库仑力大小为()【导学号：71082008】A．F＝keq\f(Q1Q2,r2)B．F＞keq\f(Q1Q2,r2)C．F＜keq\f(Q1Q2,r2)D．没法确立D[库仑定律的合用条件是真空中的点电荷，此题中两球的球心间距r与球自己半径R的关系不明确，所以两球间的相互作使劲没法确立，即选项D正确．]4.如图1­2­2所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以必定()图1­2­2A．两球都带正电B．两球都带负电C．大球遇到的静电力大于小球遇到的静电力D．两球遇到的静电力大小相等D[两个带电体之间存在着排挤力，故两球带同种电荷，可能都带正电，也可能都带负电，应选项A、B错误；静电力依据牛顿第三定律，两球遇到的静电力大小相等，故C项错误，D项正确．]5．两个大小同样的金属球，所带电荷量分别为3Q和－Q，相距r时(r远大于金属球半径)，它们之间的相互作使劲大小为F.现将两球接触后分开，并使它们相距2r，则它们之间的相互作使劲大小将变成()A.eq\f(F,4)B.eq\f(F,8)C.eq\f(F,12)D.eq\f(F,16)C[两球接触前的相互作使劲F＝keq\f(3Q·Q,r2)＝eq\f(3kQ2,r2).两球接触后，电荷先中和再均分，两球分开后的带电量均为eq\f(3Q＋－Q,2)＝Q，所以两球间作使劲变成F′＝eq\f(kQ2,2r2)＝eq\f(kQ2,4r2).由以上可知F′＝eq\f(F,12).]6．如图1­2­3所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面近来距离为r，带等量异种电荷，电荷量均为Q，两球间的静电力为以下选项中的哪一个()图1­2­3A．等于keq\f(Q2,9r2)B．大于keq\f(Q2,9r2)C．小于keq\f(Q2,9r2)D．等于keq\f(Q2,r2)B[两球间距和球自己大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算仅合用于点电荷，所以不可以用该公式计算．我们可以依据电荷间的相互作用规律作一个定性分析．因为两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，所以电荷在导体球上的散布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r小．由库仑定律知，静电力必定大于keq\f(Q2,9r2)，电荷的吸引不会使电荷所有集中在相距为r的两点上，所以静电力也不等于keq\f(Q2,r2)，正确选项为B.]二、非选择题(8分)7．两个质量相等的小球，带电荷量分别为q1和q2，用长为L的两根细线悬挂在同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，求小球的质量.【导学号：71082009】[分析]对此中一小球受力分析如图，由均衡条件得mgtan30°＝keq\f(q1q2,2Lsin30°2)解得m＝eq\f(\r(3)kq1q2,gL2).[答案]eq\f(\r(3)kq1q2,gL2)[能力提高练](25分钟50分)一、选择题(此题共4小题，每题7分)1．(多项选择)要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到本来的4倍，以下方法可行的是()A．每个点电荷的带电荷量都增大到本来的2倍，电荷间的距离不变B．保持点电荷的带电荷量不变，使两个点电荷间的距离增大到本来的2倍C．使一个点电荷的带电荷量加倍，另一个点电荷的带电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为本来的eq\f(1,2)D．保持点电荷的带电荷量不变，将两个点电荷间的距离减小为本来的eq\f(1,2)AD[依据库仑定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)，知FA＝eq\f(k·2q·2q,r2)＝4F，A项正确；FB＝eq\f(kq2,2r2)＝eq\f(F,4)，B项错误；FC＝eq\f(k·2q·q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝8F，C项错误；FD＝eq\f(kq2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝4F，D项正确．]2．在绝缘圆滑水平面上，相隔必定距离有两个带同种电荷的小球，同时由静止开释，则两小球的加快度和速度大小随时间变化的状况是()A．速度变大，加快度变大B．速度变小，加快度变小C．速度变大，加快度变小D．速度变小，加快度变大C[依据库仑定律知，同种电荷的小球由静止开释后，因为相互排挤，两球间的距离增大，排挤力减小，依据牛顿第二定律知加快度减小，但两球运动方向与排挤力同向，应做加快运动，应选项C正确，A、B、D错误．]3．(多项选择)半径同样的金属球A、B带有等量电荷，相距必定距离时，两球间的相互作用的库仑力为F.今让第三个与A、B同样的不带电的金属球C先后与A、B接触后再移开，此时A、B的相互作使劲大小可能是()【导学号：71082010】A.eq\f(F,8)B.eq\f(3F,8)C.eq\f(3F,4)D.eq\f(F,4)AB[金属球A、B之间存在着相互作使劲即库仑力，利用库仑定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，若当两小球的距离不变时，两球之间的相互作使劲的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比．因两个小球的带电性不明确，所以两个小球可能带同种电荷，也可能带异种电荷，故两个小球之间的作使劲可能是相互吸引力，也可能是相互排挤力．若两个小球带同种电荷时，C分别与A、B相接触后，电荷量直接均匀分派，最后A、B的带电荷量剩下本来的eq\f(1,2)和eq\f(3,4).故此时两个金属球之间的相互作使劲变成本来的eq\f(3,8)，即eq\f(3F,8).若两个小球带异种电荷时，C分别与A、B相接触后，电荷量先中和后再均匀分派，最后A、B的带电荷量剩下本来的eq\f(1,2)和eq\f(1,4)，故此时两个金属球之间的相互作使劲变成本来的eq\f(1,8)，即eq\f(1,8)F.]4．如图1­2­4所示，A和B均可视为点电荷，A固定在绝缘支架上，B经过绝缘轻质细线连结在天花板上，因为两者之间库仑力的作用，细线与水平方向成30°角．A、B均带正电，电荷量分别为Q、q，A、B处于同一高度，两者之间的距离为L.已知静电力常量为k，重力加快度为g.则B的质量为()【导学号：71082011】图1­2­4A.eq\f(kQq,gL2)B.eq\f(2kQq,gL2)C.eq\f(\r(3)kQq,gL2)D.eq\f(\r(3)kQq,3gL2)D[依据库仑定律，A、B之间的库仑力F库＝keq\f(Qq,L2)，以B为研究对象，在水平方向F库＝FTcos30°，在竖直方向mg＝FTsin30°，联立可得m＝eq\f(\r(3)kQq,3gL2)，D正确．]二、非选择题(此题共2小题，共22分)5．(10分)两个带电小球，质量都是1kg，带电荷量都为2.0×10－5C，相隔较远，两球可看做点电荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比．[分析]因为两球都可以看做点电荷，所以可以直策应用库仑定律和万有引力定律计算静电力和万有引力．eq\f(F电,F引)＝eq\f(k\f(q1q2,r2),G\f(m1m2,r2))＝eq\f(kq2,Gm2)＝eq\f(9×109×2.0×10－52,6.67×10－11×12)＝5.4×1010.[答案]5.4×10106．(12分)如图1­2­5所示，把质量为3g的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q＝－4.0×10－6C的带电小球A凑近B，当两个带电小球在同一高度相距r＝20cm时，绳与竖直方向成α＝30°角，A、B两球均静止．求B球的带电荷量q.(取g＝10m/s2)图1­2