人教版选修31 库仑定律 课时作业.docx

课时训练2库仑定律题组一点电荷1.(多选)关于点电荷,下列说法中正确的是()a.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体b.点电荷是一种理想模型c.点电荷的最小带电荷量等于元电荷d.球形带电体都可以看作点电荷解析:点电荷是一种物理模型,实际中并不存在,b对;一个带电体能否看成点电荷,不是看它的大小和形状,而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,若可以忽略不计,则它就可以看作点电荷,否则就不能看作点电荷,a、d错;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,c对。答案:bc题组二库仑定律的适用条件2.(多选)关于库仑定律的公式f= q1q2r2,下列说法中正确的是()a.当真空中两个电荷间的距离r时,它们间的静电力f0b.当真空中两个电荷间的距离r0时,它们间的静电力fc.当两个电荷间的距离r时,库仑定律的公式就不适用了d.当两个电荷间的距离r0时,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用了解析:库仑定律的公式适用于真空中的点电荷,当r时,它们间的静电力f0;当两电荷间的距离r0时,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用了。故选项a、d正确。答案:ad3.两个半径为r的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3r时,相互作用的库仑力大小为()a.f=kq1q2(3r)2b.fkq1q2(3r)2c.f14x1d.x214x1解析:由题意,b球先、后均处于平衡状态,有 0x1=kq2(l0+x1)2, 0x2=kq24(l0+x2)2可得x1x2=4(l0+x2)2(l0+x1)2,又l0+x2l0+x1,因此x1x2hb.若a、b两球带等量的同种电荷,则h=hc.若a、b两球带等量的异种电荷,则hhd.若a、b两球带等量的异种电荷,则h=h解析:若a、b两球带等量的同种电荷,接触时没有电荷的重新分配,则对于a球下落时库仑力做的负功w1与上升时库仑力做的正功w2,有|w1|=|w2|,故上升的高度h=h;也可由下落时mgh-w1=12mv2,上升时w2-mgh=0-12mv2,得h=h。若a、b两球带等量的异种电荷,接触后电荷中和,两球不再带电,而a球下落时库仑力做正功,上升时库仑力为零,不做功,下落时mgh+w=12mv2,上升时mgh=12mv2,所以hh。答案:bc9.已经证实质子、中子都是由u夸克和d夸克的两种夸克组成的,u夸克带电为23e,d夸克带电为-13e,e为电子电荷量的大小。如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=1.510-15 m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力。解析:质子所带电荷量为+e,所以它是由2个u夸克和1个d夸克组成的。按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时u夸克与d夸克之间的静电力应为fuu= 23e23el2=49ke2l2,代入数据,得fuu45.5 n,是排斥力。u夸克与d夸克之间的静电力为fud= 23e13el2=29ke2l2代入数据,得fud22.8 n,是吸引力。答案:u夸克之间的静电力为45.5 n,是排斥力;u夸克与d夸克之间的静电力为22.8 n,是吸引力10.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q,b球的质量为m,电荷量为q,=30,a和b在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求a、b两球间的距离。解析:如图所示,小球b受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线