2019高中物理第一章电荷相互作用12探究电荷相互作用规律练习(含解析)沪科选修31

2019高中物理第一章电荷的互相作用1.2研究电荷互相作用规律练习(含分析)沪科选修312019高中物理第一章电荷的互相作用1.2研究电荷互相作用规律练习(含分析)沪科选修3110/10蚀PAGE10蒆羀肆蒇薃薆葿2019高中物理第一章电荷的互相作用1.2研究电荷互相作用规律练习(含分析)沪科选修31

研究电荷互相作用规律

课时演练·促提升

一、选择题（一）

1.(多项选择)关于元电荷和点电荷,以下说法中正确的选项是()

电子就是元电荷

电子所带的电荷量就是元电荷

答案:BD

2.(多项选择)以下列图,两个带电金属小球中心距离为r,所带电荷量相等为Q,则关于它们之间电荷的

互相作用力大小F的说法中正确的选项是()

??2,F<k??2

??2,F>k??2

??2,F>k??2

??2D.无论是何种电荷,F=k??2

分析:净电荷只能分布在金属球的表面面,假好像种电荷,则互相排斥,电荷间的距离大于r,如图所示,依照库仑定律??????2。若是异种电荷,则互相吸引,电荷间的F=k12,它们之间的互相作用力小于k22????距离小于r,则互相作用力大于k??2。应选项A、B正确。2??答案:AB

3.以下列图,在绝缘的圆滑水平面上,相隔必然距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则

两个小球的速度和加速度大小随时间变化的情况是()

速度变大

速度变小

C.速度变大

加速度变大

加速度变小

加速度变小

1

D.速度变小,加速度变大

分析:依照同种电荷相排斥,每个小球在库仑力的作用下运动,由于力的方向与运动方向相同,均做??1??2加速直线运动,速度变大;再由库仑定律F=k??2知随着距离的增大,库仑力减小,加速度减小,因此只有选项C正确。

答案:C

4.(2011·辽宁大连检测)以下列图,三个完好相同的金属小球、、C位于等边三角形的三个极点AB上。A和C带正电,B带负电,A所带电荷量的大小比B的小。已知C碰到A和B的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()

A.F1B.F2

C.F3D.F4

分析:据“同电相斥、异电相引”规律,确定电荷C碰到A和B的库仑力方向,考虑A的电荷量小于B的电荷量,因此FBC大于FAC,FBC与FAC的合力只能为F2,应选项B正确。

答案:B5.三个相同的金属小球A、B和C,原来C不带电,而A和B带等量异种电荷,相隔必然距离放置,A、B之间的静电力为F。现将C球分别与A、B接触后拿开,则A、B之间的静电力将变为()????A.B.24??3??C.D.88??2??????·????分析:由题意知F=k??2。C球分别与A、B接触后,A、B的电荷量分别为2、4,则F'=k2??24=8。选项C正确。答案:C6.用两根等长的细线各悬一个小球,并挂于同一点,已知两球质量相等。当它们带上同种电荷时,相距L而平衡,以下列图。若使它们所带电荷量都减少一半,待它们重新平衡后,两球间距离()

2

????A.大于2B.等于2C.小于??D.等于L2分析:设两小球质量为,所带电荷量为,依照库仑定律可知,两小球碰到的库仑力??2,两小球在mQF=k??2重力mg、细线拉力T和库仑力F的作用下而平衡,以下列图。依照平衡关系,有F=mgtanθ。当电??2??荷量减小一半时,F'=k4??'2=mgtanθ',易知θ'<θ,比较可知两球之间的距离L'大于2,选项A正确。

答案:A

7.以下列图,三个点电荷q1、q2、q3固定在素来线上,q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍,每个电荷

所受静电力的合力均为零,由此可以判断,三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为()

A.(-9)∶4∶(-36)∶4∶36

C.(-3)∶2∶(-6)∶2∶6

分析:每个电荷都碰到别的两个电荷对它的静电力的作用,其合力为零,这两个力必定满足的条件为

大小相等,方向相反。由分析可知:三者电性不可以能相同,只能是以下列图两种情况。

考虑q2的平衡:

由r12∶r23=1∶2

据库仑定律得q3=4q1

考虑q1的平衡:由r12∶r13=1∶3

同理得q1∶q2∶q3=1∶4∶4=9∶4∶369

考虑电性后应为(-9)∶4∶(-36)或9∶(-4)∶36。

答案:A二、非选择题（一）8.以下列图,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为0.1g,分别用10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的一点,当平衡时B球偏离竖直方向60°,竖直悬挂且与墙壁接触。求:A

3

小球的电荷量;

墙壁碰到的压力;

每条细线的拉力。

分析:分析B球受力如图(a)所示,则有

(a)

mBg=F

??1??2F=k??2

联立两式解得q=3.3×10-8C

(b)

TB=mBg=1.0×10-3N

分析A球受力如图(b)所示,则有

TA=mAg+Fsin30°=1.5×10-3N

NA=Fcos30°=8.7×10-4N。

答案:(1)3.3×10-8C(2)8.7×10-4N(3)TA=1.5×10-3NTB=1.0×10-3N

三、选择题（二）

1.两个可自由搬动的点电荷,分别放在A、B两处,以下列图,A处电荷带正电Q1,B处电荷带负电Q2,

且Q2=4Q1,另取一个可以自由搬动的点电荷Q3放在A、B直线上,欲使Q1、Q2、Q3三者均处于平衡状

态,则()

A.Q3为负电荷,且放于A左方

B.Q3为负电荷,且放于B右方

C.Q3为正电荷,且放于A、B之间

4

D.Q3为正电荷,且放于B右方

分析:由库仑定律和力的平衡知,仅考虑电荷量正负时,若Q3为负电荷,必放于A点左方,A、B、C才

可以都有平衡的可能性;若Q3为正电荷,则必处于B点右方,B有平衡的可能性。又由于Q2=4Q1,Q3不

可能平衡,选项D错误。

答案:A

2.以下列图,把一带正电的小球a放在圆滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在M、N间放

一带电小球b,则b应()

A.带负电,放在A点B.带正电,放在B点

C.带负电,放在C点D.带正电,放在C点

分析:对球a进行受力分析知,小球受重力、弹力和库仑力,由三力平衡知,库仑力必偏向虚线右边。

答案:C

3.以下列图,两根细线挂着两个不带电的质量相同的小球A、B,上下两根细线的拉力分别为FA、FB;

现使两球带异种电荷,此时上下细线所受的拉力分别为FA'、FB'。则()

A.FA=FA',FB>FB'

B.FA=FA',FB<FB'

C.FA<FA',FB>FB'

D.FA<FA',FB<FB'

分析:无论A、B带电还是不带电,上面细线的拉力都等于A、B重力之和,因此F=F'。当A、B不带AA电时,B;当、B带异种电荷时,它们互相吸引,则B,因此BB。应选项A正确。F=mgAF'<mgF>F'答案:A4.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,该星球表面无大气。在一次实验中,宇航员将一电荷量为-q(q?Q)的粉尘在离该星球表面h高处相对该星球无初速度释放,该粉尘恰好处于悬浮状态;宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处,仍相对该星球无初速度释放,则此带电粉尘将()背向星球球心方向飞向太空

仍处于悬浮状态

C.沿星球自转的线速度方向飞向太空

D.向星球球心方向下落

5

分析:粉尘在h高处恰好处于悬浮状态,说明带电粉尘所受的库仑力和粉尘与星球之间的万有引力大小相等,即k????2=G????2。(??+??)(??+??)

由上式可以看出,带电粉尘与星球之间的库仑力和万有引力在星球上任何地址都大小相等。故粉尘在距该星球表面2h处无初速度释放时,粉尘仍处于悬浮状态。

答案:B5.以下列图,完好相同的两金属小球A和B带等量异种电荷,中间连接着一个轻质弹簧(绝缘),放在圆滑绝缘水平面上,平衡时弹簧的压缩量为x0。现将不带电的且与、完好相同的金属球C与AAB球接触一下,尔后拿走,重新平衡后弹簧的压缩量为x,则()

A.x=1x0B.x>1x0221C.x<2x0D.x=x0分析:C与A接触后,A所带的电荷量减为原来的一半,此时若A、B间的距离保持不变,则库仑力减为原来的一半,而、B间的距离会在库仑力减小时增大,于是库仑力随之变得更小,即F'<??,故??A2x<20。答案:C四、非选择题（二）6.真空中两个静止点电荷相距10cm,它们之间互相作用力大小为9×10-4N。当它们合在一起时,成为一个电荷量为3×10-8C的点电荷。问原来两电荷带的电荷量各为多少?某同学求解以下:依照电荷守恒定律12-8C=a(*):q+q=3×10依照库仑定律:

-2)22-152??2(10×10-4q1q2=??F=9×109×9×10C=1×10C=b以q2=??代入(*)式得??12-aq1+b=0??1

解得

q1=12(a±√??2