1、第1讲电荷守恒定律库仑定律A组基础题组1.(2015江苏单科,2,3分)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,春秋纬考异邮中有“玳瑁吸”之说,但下列静电现象的是()A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉2.下列关于点电荷的说法中,正确的是() A.只有体积很小的带电体才能看做点电荷B.体积很大的带电体一定不是点电荷C.当两个带电体的形状对它们相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看做点电荷D.任何带电球体,都可看做电荷全部集中于
2、球心的点电荷3.如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。关于A、B的带电情况,下列判断正确的是()A.A带正电,B带负电B.A带负电,B带正电C.A、B均不带电D.A、B均带正电4.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,壳层的厚度和质量分布均匀,将它们分别固定于绝缘支座上,两球心间的距离为l,为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,两球电荷量的绝对值均为Q,那么,a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为()A.F引=G,F库=kB.F引G,F库kC.F引G,F库=
3、kD.F引=G,F库k5.如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B,A带电+Q,B带电-9Q。现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C的带电性质及位置应为()A.正,B的右边0.4 m处 B.正,B的左边0.2 m处C.负,A的左边0.2 m处 D.负,A的右边0.2 m处6.(2014浙江理综,19,6分)(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同
4、、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则() A.小球A与B之间库仑力的大小为B.当=时,细线上的拉力为0C.当=时,细线上的拉力为0D.当=时,斜面对小球A的支持力为07.真空中有两个完全相同的金属小球,A球带qA=6.410-16 C的正电荷,B球带qB=-3.210-16 C的负电荷,均可视为点电荷,求:(1)当它们相距为0.5 m时,A、B间的库仑力为多大?(2)若将两球接触后再分别放回原处,A、B间的库仑力又为多大?B组提升题组8.(2016吉林长春外国语学校质量检测)(多选)如图所示,带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB,OA=O
5、B,A、B都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为,可采用以下哪些方法()A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍9.(2015四川眉山模拟)如图所示,电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点,两点相距L。在以L为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球+q(可视为点电荷),在P点平衡,PA与AB的夹角为,不计小球的重力,则() A.tan3= B.tan =C.O点场强为零 D.Q1Q210.(2
6、015湖北武汉摸底)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体,如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量为()A.B.C.D.11.(多选)一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带正电的小球a,在正下方有一光滑的绝缘水平细杆,一带负电的小球b穿过杆在其左侧较远处,小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止,如图所示。现保持悬线与竖直方向的夹角为,并在较远处由静止释放小球b,让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方,在此过程中()A.悬线Oa的拉力逐渐增大,水平细线
7、的拉力逐渐减小B.b球的加速度先增大后减小,速度始终增大C.b球所受的库仑力一直增大D.b球所受的库仑力先减小后增大12.(2015湖南怀化调研)如图所示,A、B两小球带等量同号电荷,A固定在竖直放置的L=10 cm长的绝缘支柱上,B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处,斜面倾角为=30,B的质量为m=1010-3 kg。求:(1)B球对斜面的压力大小。(2)B球带的电荷量大小(g取10 m/s2,静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,结果保留两位有效数字)。答案全解全析A组基础题组1.C小线圈接近通电线圈过程中,小线圈因磁通量变化而产生感应电流属于电磁感应现象,不属于静电现象,
8、其他三种现象属于静电现象,选项C符合题意。2.C本题考查点电荷的理想化条件即只有当带电体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计时,带电体才可以视为点电荷,则分析各选项知只有C项正确。3.A将A、B两个金属球看成一个整体,由于静电感应,正电荷向A球集中,负电荷向B球集中,所以一旦先将A、B分开,再移走C,则A带正电,B带负电,选项A正确。4.D万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,虽然两球心间的距离l只有半径的3倍,但由于壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看做质量集中于球心的质点,因此,可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳,由于两球心间的距离l只有半径的3倍,表面的电荷分布并不均匀,不
9、能把两球壳看成相距l的点电荷,故D正确。5.C要使三个点电荷均处于平衡状态,必须满足“两同夹异”和“两大夹小”的原则,所以选项C正确。6.AC根据库仑定律得A、B间的库仑力F库=k,则A项正确。当细线上的拉力为0时满足k=mg tan ,得到=,则B错C正确。斜面对小球A的支持力始终不为零,则D错误。7.答案(1)7.3710-21 N(2)9.2210-22 N解析(1)A、B两球带异种电荷,因此,A、B间的库仑力是引力,由库仑定律可得它们间的库仑引力大小为F=k=9109 N=7.3710-21 N。(2)两球接触后,它们的带电情况为:QA=QB=C=1.610-16 C所以分别放回原处后
10、,两球间的库仑力大小为F=k=9109 N=9.2210-22 N。B组提升题组8.BD如图所示,B受重力,丝线的拉力及库仑力;将拉力与库仑力合成,合力应与重力大小相等方向相反;由几何三角形与力三角形相似可得=,又库仑力F=,则=k,整理得mBgd3=kQAQBL,要使d变为,可以将小球B的质量增大到原来的8倍,或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍,故选项B、D正确。9.A对小球受力分析如图所示。根据库仑定律有F1=k,F2=k,tan =,整理得tan3 =,选项A正确。10.C根据平衡条件有3k cos =mg(为过O点的棱与竖直方向的夹角),又由几
11、何关系可得cos =,联立解得q=。11.BCb球在较远处时,所受库仑力的水平分量近似为零,在a球正下方时,库仑力的水平分量为零,中间过程库仑力的水平分量不为零,可知库仑力的水平分量先增大,后减小,则水平细线的拉力先增大后减小,b球的加速度先增大后减小,b球所受库仑力水平分量与运动方向始终相同,速度一直增大,A错误,B正确。b球受到的库仑力F=k,在运动过程中,a、b两球之间的距离一直在减小,则b球所受的库仑力一直增大,C正确,D错误。12.答案(1)0.2 N(2)5.810-7 C解析(1)设B球受斜面的支持力为FN,带电荷量为Q,A、B相距r,对B球受力分析如图所示。FN cos =mg,得FN=0.20 N。据牛顿第三定律得B球对斜面的压力FN=0.20 N。(2)两小球之间的库仑力F=k,又F=mg tan ,L=r tan ,解得:Q=L=10-6 C5.810-7 C。
