1、1.2 静电力 库仑定律(满分50分时间30分钟)一、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)1下列哪些物体可视为点电荷()A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷C带电的细杆一定不可以视为点电荷D带电的金属球一定能视为点电荷解析:能否看成点电荷取决于带电体间距离与它们自身的大小之间的关系,而不是取决于其他的条件。如果它们之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看做是点电荷。故选B。答案:B2有两个点电荷,带电荷量分别是Q和q,相距d,相互作用力为F,为使作用力加倍,下列可行的是(
2、)A使Q加倍B使q减为原来的一半C使Q和q都加倍D使d减为原来的一半解析:根据库仑定律,要使得F2F,可以:使Q加倍,使q加倍,让d减为原来的,正确选项为A。答案:A3一个半径为R的圆盘,带电荷量为Q,OO为过圆盘的圆心O的直线,且OO与圆盘面垂直,在OO上的M点放电荷量为q的另一个点电荷,此时Q与q的库仑力为F,若将q移至N点,Q与q的库仑力为F。已知OMMNR,如图1所示,则F等于() 图1A2F B.FC. D以上选项都不对解析:由库仑定律的表达式F,得到当R变为2R时,库仑力F,从而错选C。由于点电荷q和圆盘间距离为R,而圆盘的半径也为R,因而圆盘的大小和形状不能忽略,即不能看成点电荷
3、,所以q和圆盘间的库仑力就不能使用库仑定律计算,故答案为D。答案:D4a、b两个同种点电荷的距离保持恒定,当另一个异种电荷移近时,a、b之间的库仑斥力将()A变小 B变大C不变 D不能确定解析:依据Fk可知,当异种电荷移近a、b时,因a、b为点电荷,且又被固定,故Q1、Q2、r皆不变,故F不变。答案:C5如图2所示,半径相同的两个金属小球A、B,带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时,A、B两球之间的相互作用力的大小是()A. B.C. D.解析:因A、B间有吸引力,故A、B带异种电荷,设A带电量q
4、AQ,B带电量qBQ,又C不带电,它与A接触后qCqA,再与B接触qCqB,根据库仑定律:F,F。故选A。答案:A6(2011济南高二检测)人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,将一带负电的粉尘置于该星球表面h处,恰处于悬浮状态。现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处于无初速释放,则此带电粉尘将()A向星球地心方向下落B飞向太空C仍在那里悬浮D沿星球自转的线速度方向飞出解析:均匀带电的球可视为电荷。粉尘原来能悬浮,说明它所受的库仑力与万有引力相平衡,即G,可以看出,r增大,等式仍然成立,故选C。答案:C7两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同
5、种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度1、2,两球位于同一水平线上,如图3所示,则下列说法正确的是() 图3A若m1m2,则12B若m1m2,则12C若m1m2,则12D若q1q2,则12解析:m1、m2受力如图所示,由平衡条件可知m1g,m2g,因为FF,所以,所以只有C正确。答案:C8如图4所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B。现给B一个沿垂直AB方向的速度v0,以下记法错误的是() 图4A若A、B为异种电荷,B球可能做圆周运动B若A、B为异种电荷,B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动C若A、B为同种电荷,B球一定做远离A的变加
6、速曲线运动D若A、B为同种电荷,B球的动能一定会增大解析:若两个小球所带电荷为异种电荷,则B受到A的库仑引力,方向指向A。因v0AB,当B受到A的库仑力恰好等于向心力,即km时,解得初速度满足v0,B球做匀速圆周运动;当vv0时,B球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动;当vv0时,B球将做库仑力、加速度、速度逐渐增大的近心运动。若两个小球所带电荷为同种电荷,B受A的库仑斥力而做远离A的变加速曲线运动。库仑斥力做正功,B球动能增加。答案:B二、非选择题(本题共2小题,共18分)9(9分)如图5所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B,A带电荷量Q,B带电荷量9Q。现引入第三个点
7、电荷C,恰好使三个点电荷处于平衡状态,问:C应带什么性质的 图5电?应放于何处?所带电荷量为多少?解析:三个电荷处于平衡状态,且只受静电力,每个电荷所受的两个静电力必然等大反向,因此三个电荷处在同一条直线上,且中间与两边的电荷异性。根据平衡条件判断,C应带负电,放在A的左边且和AB在一条直线上。设C带电荷量为q,与A点相距为x,则以A为研究对象,由平衡条件:kk以C为研究对象,则kk解得xr0.2 m,qQ答案:C应带负电放在A的左边0.2 m处带电荷量为Q10(9分)如图6所示,光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球,它们的质量均为m、间距均为r,A、B带正电,电荷量均为q。现对C施一水平力F的同时放开三个小球,欲使三小球在运动过程中保持间距r不变,求:(1)C球的电性和电荷量;图6(2)水平力F的大小。解析:A球受到B球的库仑力F1和C球的库仑力F2作用后,产生水平向右的加速度,故F2必为引力,C球带负电。如图所示,根据库仑定律F1k及F2k,F1与F2的合力方向水平向右,求得F22F1,故qC2q,对A球:a对系统整体:F3ma,故F3k。答案:(1)C球带负电,电荷量为2q(2)3k