学人教版选修31 1.2库仑定律 作业（4）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-1 1.2库仑定律 作业（4）1如图所示，直径为l的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，电荷量为q1、q2的两个正点电荷分别置于半圆环的两个端点a、b处，半圆环上穿着一带正电的小球（可视为点电荷），小球静止时位于p点，pa与ab间的夹角为。若不计小球的重力，下列关系式中正确的是（ ）a. tan3=q2q1b. tan2=q2q1c. tan3=q1q2d. tan2=q1q22以下物理学史正确的是（）a. 卡文迪许总结出了点电荷间相互作用的规律b. 伽利略首创将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法c. 开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律并发现了万有引力定律d. 牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动时匀变速直线运动3下列说法正确的是a. 牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常量b. 伽利略开创了以实验事实为根据并有严密逻辑体系的科学研究，奠定了现代科学基础c. 库仑发现的库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑，并且库仑还提出了“电场”的说法d. 安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，用的是左手4真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球a和b(均可看做点电荷)，分别固定在两处，两球间静电力为f.现用一个不带电的同样的金属小球c先与b接触，再与a接触，然后移开c，再使a、b间距离增大为原来的2倍，则它们间的静电力为a. b. c. d. 5两个半径为0.3 m的金属球，球心相距1.0 m放置，当它们都带1.5105c的正电时，相互作用力为f1，当它们分别带1.5105c和1.5105c的电量时，相互作用力为f2，则()a. f1f2b. f1f2d. 无法判断6关于点电荷，下列表述正确的是a. 点电荷一定带正电b. 只有体积很小的带电体才能看作点电荷c. 只有带电量很小的带电体才能看作点电荷d. 点电荷是实际带电体的理想化模型7真空中两个静止点电荷间的相互作用力为f，若电量不变间距变为原来的一半，则两点电荷问的作月力大小变为a. 4f b. 2f c. d. 8设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1000km的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放，忽略星球自转的影响（即粉尘不需要向心力），则此带电粉尘（）a. 向星球下落 b. 仍在悬浮 c. 推向太空 d. 无法判断9某点电荷质量为m，电荷量为+q，仅在库仑力作用下绕一个固定的负电荷q做匀速圆周运动.已知在t时间内该电荷运动的轨迹为劣孤，长为s，强对应的圆心角为.则可求得q的电荷量大小为(已知静电力常数为k)a. b. c. d. 10如图所示，质量分别为ma和mb的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qa和qb，用绝缘细线悬挂在天花板上，平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为和（）。两小球突然失去各自所在电荷后开始摆动，最大速度分别为va和vb，最大动能分别为eka和ekb，则a. ma一定小于mb b. qa一定大于qbc. va一定小于vb d. eka一定大于ekb11如图所示，两根长为l的绝缘细线下端各悬挂一质量为m的带电小球a、b。a、b带电荷量分别为+q和-q。今加上方向水平向左的匀强电场，使悬挂ab的两绝缘细线夹角成60并保持静止。已知静电力常量为k，重力加速度为g。求：(1)两带电小球间的库仑力f1大小； (2)两根细线上的拉力f2大小；(3)电场强度e的大小。12如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球b， 静止在图示位置，若固定的带正电小球a 的电荷量为3q，b 球的质 量为m，带电荷量为q，=37，a 和b 在同一条水平线上，整个装置处于真空中， （tan37=0.75）求： (1)a 球受到的库仑力的大小 (2)a、b 两球间的距离13如图所示， 为固定的正点电荷， 、两点在的正上方与相距分别为和，将另一点电荷从点由静止释放，运动到点时速度正好又变为零若此电荷在点处的加速度大小为，试求： （1）此电荷在点处的加速度（2）、两点间的电势差（用和表示）14两个带同种电荷的金属点电荷，电量分别为2103c和6103c，相距为1m，则：（1）二者间的库仑力大小是多少？（2）若将二者接触后放回原位，库仑力大小是多少？（k=9.0109nm2/c2）15如图所示，把质量为的带负电小球用绝缘细绳悬挂，若将带电量为的带电小球靠近，当两个带电小球在同一高度相距时，则绳与竖直方向成角，取，试问：（）、间的库仑力多大？（）球带电量是多少？16已知氢核（质子）的质量是1.6710-27kg，电子的质量是9.110-31kg，质子的带电量为1.610-19c，在氢原子内它们之间的最短距离为510-11m。已知静电力常量k=9109n/c2m2，引力常量g=6.710-11nm2/kg2。（计算结果取一位有效数字）（1）计算出氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力各是多大?（2）求出库仑力与万有引力的比值。（3）谈谈你对计算结果的看法。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1a【解析】对小球进行受力分析如图所示：根据库仑定律有：f1=kq1qr12，r1=lcosf2=kq2qr22，r2=lsin根据平衡条件有：f1sin=f2cos联立解得：tan3=q2q1，故bcd错误，a正确故选a2b【解析】a：英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量g；库仑总结出了点电荷间相互作用的规律。故a项错误。b：伽利略首创将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法。故b项正确。c：开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律；牛顿在其基础上发现了万有引力定律。故c项错误；d：伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动。故d项错误。点睛：知道物理学史，知道物理学家的成就和对应的实验以及实验中的科学方法。3b【解析】引力常量g的数值是由卡文迪许测出的，选项a错误；伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展，选项b正确。“电场”概念是由法拉第提出的，选项c错误；安培定则用的是右手，选项d错误；故选b. 4d【解析】设ab带电量分别是q、-q，两者间距离为r，则现用一个不带电的同样的金属小球c先与b接触，再与a接触，然后移开c，则ab带电量分别是、，再使a、b间距离增大为原来的2倍，则它们间的静电力故d项正确。5b【解析】由于相距较近，两个金属球不能看做点电荷，由于电荷间的相互作用，当它们都带正电荷时，等效成点电荷的距离大于1.0 m，当它们带有等量异种电荷时，等效成点电荷的距离小于1.0 m，由知，f12,故mamb，故a正确；b. 两球间的库仑力是作用力与反作用力，一定相等，与两个球带电量是否相等无关，故b错误；c. 小球摆动过程机械能守恒，有，解得va= ，由于a球摆到最低点过程，下降的高度h较大，故a球的速度较大，故c错误；d. 小球摆动过程机械能守恒，有mgh=ek，故ek=mgh=mgl(1cos)= l(1cos)其中lcos相同，根据数学中的半角公式，得到：ek=l(1cos)=flcos=flcostan其中flcos=fh，相同，故越大，tan越大，动能越大，故eka一定大于ekb，故d正确；故选：ad.点睛：设两个球间的静电力为f，分别对两个球受力分析，求解重力表达式后比较质量大小；根据机械能守恒定律列式求解后比较最低点速度大小，再进一步比较动能大小11(1) (2) (3) 【解析】(1)由几何关系可知：ab间距离为l，根据库仑定律可得： ；(2) 取a为研究对象，设线的拉力为t，经受力分析得： ；(3) 取a为研究对象，设线的拉力为t，重力g，库仑力f1，匀强电场的电场力f，在水平方向上有： ，解得： 。12（1）（2）【解析】【分析】以小球b为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态求出a球受到的库仑力的大小，由库仑力公式求出ab 两球间的距离。解：（1）以小球b为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知（2）而小球所受库仑力大小为 联立解得a、b 两球之间的距离为 13（1）此电荷在点处的加速度大小为，方向竖直向上（2）、两点间的电势差【解析】（1）这一电荷必为正电荷，设其电荷量为，由牛顿第二定律，在点时： ，在点时： ，解得： ，方向坚直向上，且另一点电荷的电量： （2）另一点电荷从到过程，由动能定理有： ，得： 综上所述本题答案是：（1）此电荷在点处的加速度大小为，方向竖直向上（2）、两点间的电势差14(1) 二者间的库仑力大小是1.08105n；(2) 若将二者接触后放回原位，库仑力大小是1.44105n【解析】（1）根据库仑定律，则有： （2）两带同种电荷的小球相互接触后，电量均分，故： 又由库仑定律得： 综上所述本题答案是：(1) 二者间的库仑力大小是1.08105n；(2) 若将二者接触后放回原位，库仑力大小是1.44105n15（） （）【解析】解：（）对小球受力分析可得：（）设小球带电量为，由静电力公式可得：16（1）8.010-8n 410-47n （2）比值为21039 （3）计算结果表明库仑力远大于万有引力，因此在研究微观粒子的运动时，可以忽略万有引力的影响。【解析】试题分析：应用库仑定律和万有引力