高中物理課時分層作業(yè)點電荷間相互作用粵教選修

高中物理課時分層作業(yè)點電荷間的相互作用粵教版選修高中物理課時分層作業(yè)點電荷間的相互作用粵教版選修PAGE高中物理課時分層作業(yè)點電荷間的相互作用粵教版選修課時分層作業(yè)(二)點電荷間的相互作用[基礎達標練](15分鐘50分)一、選擇題(此題共6小題，每題7分)1．以下對于點電荷的說法正確的選項是()A．點電荷是客觀存在的帶有電荷的幾何點B．假如帶電體自己大小和形狀對它們間的相互作用影響可忽視，即可視為點電荷C．真空中兩個靜止點電荷間的相互作使勁，跟它們之間的距離成反比D．真空中兩個靜止點電荷間的相互作使勁，跟它們所帶的電荷量的乘積成反比B[點電荷是理想化的物理模型，客觀不存在，故A錯；由庫侖定律可知，真空中兩個靜止點電荷間的相互作使勁，跟它們之間的距離的平方成反比，跟它們所帶的電荷量的乘積成正比，故C錯、D錯．]2．A、B兩個點電荷之間的距離恒定，當其余電荷移到A、B周邊時，A、B之間的庫侖力將()A．可能變大B．可能變小C．必定不變D．不可以確立C[依據(jù)庫侖定律，兩個點電荷間的庫侖力只由兩個電荷的電荷量和它們間的距離來確立，所以它們間的庫侖力不會遇到外界的影響．選項C正確．]3．兩個半徑為R的金屬球所帶電荷量分別為Q1和Q2，當兩球心相距為r時，相互作用的庫侖力大小為()【導學號：71082008】A．F＝keq\f(Q1Q2,r2)B．F＞keq\f(Q1Q2,r2)C．F＜keq\f(Q1Q2,r2)D．沒法確立D[庫侖定律的合用條件是真空中的點電荷，此題中兩球的球心間距r與球自己半徑R的關系不明確，所以兩球間的相互作使勁沒法確立，即選項D正確．]4.如圖1-2-2所示，兩個帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以必定()圖1-2-2A．兩球都帶正電B．兩球都帶負電C．大球遇到的靜電力大于小球遇到的靜電力D．兩球遇到的靜電力大小相等D[兩個帶電體之間存在著排擠力，故兩球帶同種電荷，可能都帶正電，也可能都帶負電，應選項A、B錯誤；靜電力依據(jù)牛頓第三定律，兩球遇到的靜電力大小相等，故C項錯誤，D項正確．]5．兩個大小同樣的金屬球，所帶電荷量分別為3Q和－Q，相距r時(r遠大于金屬球半徑)，它們之間的相互作使勁大小為F.現(xiàn)將兩球接觸后分開，并使它們相距2r，則它們之間的相互作使勁大小將變成()A.eq\f(F,4)B.eq\f(F,8)C.eq\f(F,12)D.eq\f(F,16)C[兩球接觸前的相互作使勁F＝keq\f(3Q·Q,r2)＝eq\f(3kQ2,r2).兩球接觸后，電荷先中和再均分，兩球分開后的帶電量均為eq\f(3Q＋－Q,2)＝Q，所以兩球間作使勁變成F′＝eq\f(kQ2,2r2)＝eq\f(kQ2,4r2).由以上可知F′＝eq\f(F,12).]6．如圖1-2-3所示，兩個半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面近來距離為r，帶等量異種電荷，電荷量均為Q，兩球間的靜電力為以下選項中的哪一個()圖1-2-3A．等于keq\f(Q2,9r2)B．大于keq\f(Q2,9r2)C．小于keq\f(Q2,9r2)D．等于keq\f(Q2,r2)B[兩球間距和球自己大小差不多，不符合簡化成點電荷的條件，因為庫侖定律的公式計算僅合用于點電荷，所以不可以用該公式計算．我們可以依據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律作一個定性分析．因為兩帶電體帶等量異種電荷，電荷間相互吸引，所以電荷在導體球上的散布不均勻，會向正對的一面集中，電荷間的距離就要比3r?。蓭靵龆芍?，靜電力必定大于keq\f(Q2,9r2)，電荷的吸引不會使電荷所有集中在相距為r的兩點上，所以靜電力也不等于keq\f(Q2,r2)，正確選項為B.]二、非選擇題(8分)7．兩個質量相等的小球，帶電荷量分別為q1和q2，用長為L的兩根細線懸掛在同一點，靜止時兩懸線與豎直方向的夾角均為30°，求小球的質量.【導學號：71082009】[分析]對此中一小球受力分析如圖，由均衡條件得mgtan30°＝keq\f(q1q2,2Lsin30°2)解得m＝eq\f(\r(3)kq1q2,gL2).[答案]eq\f(\r(3)kq1q2,gL2)[能力提高練](25分鐘50分)一、選擇題(此題共4小題，每題7分)1．(多項選擇)要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到本來的4倍，以下方法可行的是()A．每個點電荷的帶電荷量都增大到本來的2倍，電荷間的距離不變B．保持點電荷的帶電荷量不變，使兩個點電荷間的距離增大到本來的2倍C．使一個點電荷的帶電荷量加倍，另一個點電荷的帶電荷量保持不變，同時使兩點電荷間的距離減小為本來的eq\f(1,2)D．保持點電荷的帶電荷量不變，將兩個點電荷間的距離減小為本來的eq\f(1,2)AD[依據(jù)庫侖定律F＝keq\f(Q1Q2,r2)，知FA＝eq\f(k·2q·2q,r2)＝4F，A項正確；FB＝eq\f(kq2,2r2)＝eq\f(F,4)，B項錯誤；FC＝eq\f(k·2q·q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝8F，C項錯誤；FD＝eq\f(kq2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up7(2))＝4F，D項正確．]2．在絕緣圓滑水平面上，相隔必定距離有兩個帶同種電荷的小球，同時由靜止開釋，則兩小球的加快度和速度大小隨時間變化的狀況是()A．速度變大，加快度變大B．速度變小，加快度變小C．速度變大，加快度變小D．速度變小，加快度變大C[依據(jù)庫侖定律知，同種電荷的小球由靜止開釋后，因為相互排擠，兩球間的距離增大，排擠力減小，依據(jù)牛頓第二定律知加快度減小，但兩球運動方向與排擠力同向，應做加快運動，應選項C正確，A、B、D錯誤．]3．(多項選擇)半徑同樣的金屬球A、B帶有等量電荷，相距必定距離時，兩球間的相互作用的庫侖力為F.今讓第三個與A、B同樣的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸后再移開，此時A、B的相互作使勁大小可能是()【導學號：71082010】A.eq\f(F,8)B.eq\f(3F,8)C.eq\f(3F,4)D.eq\f(F,4)AB[金屬球A、B之間存在著相互作使勁即庫侖力，利用庫侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，若當兩小球的距離不變時，兩球之間的相互作使勁的大小與它們之間的帶電荷量的乘積成正比．因兩個小球的帶電性不明確，所以兩個小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故兩個小球之間的作使勁可能是相互吸引力，也可能是相互排擠力．若兩個小球帶同種電荷時，C分別與A、B相接觸后，電荷量直接均勻分派，最后A、B的帶電荷量剩下本來的eq\f(1,2)和eq\f(3,4).故此時兩個金屬球之間的相互作使勁變成本來的eq\f(3,8)，即eq\f(3F,8).若兩個小球帶異種電荷時，C分別與A、B相接觸后，電荷量先中和后再均勻分派，最后A、B的帶電荷量剩下本來的eq\f(1,2)和eq\f(1,4)，故此時兩個金屬球之間的相互作使勁變成本來的eq\f(1,8)，即eq\f(1,8)F.]4．如圖1-2-4所示，A和B均可視為點電荷，A固定在絕緣支架上，B經(jīng)過絕緣輕質細線連結在天花板上，因為兩者之間庫侖力的作用，細線與水平方向成30°角．A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，兩者之間的距離為L.已知靜電力常量為k，重力加快度為g.則B的質量為()【導學號：71082011】圖1-2-4A.eq\f(kQq,gL2)B.eq\f(2kQq,gL2)C.eq\f(\r(3)kQq,gL2)D.eq\f(\r(3)kQq,3gL2)D[依據(jù)庫侖定律，A、B之間的庫侖力F庫＝keq\f(Qq,L2)，以B為研究對象，在水平方向F庫＝FTcos30°，在豎直方向mg＝FTsin30°，聯(lián)立可得m＝eq\f(\r(3)kQq,3gL2)，D正確．]二、非選擇題(此題共2小題，共22分)5．(10分)兩個帶電小球，質量都是1kg，帶電荷量都為2.0×10－5C，相隔較遠，兩球可看做點電荷，試求它們之間的靜電力與萬有引力之比．[分析]因為兩球都可以看做點電荷，所以可以直策應用庫侖定律和萬有引力定律計算靜電力和萬有引力．eq\f(F電,F引)＝eq\f(k\f(q1q2,r2),G\f(m1m2,r2))＝eq\f(kq2,Gm2)＝eq\f(9×109×2.0×10－52,6.67×10－11×12)＝5.4×1010.[答案]5.4×10106．(12分)如圖1-2-5所示，把質量為3g的帶電小球B用絕緣細繩懸起，若將帶電荷量為Q＝－4.0×10－6C的帶電小球A湊近B，當兩個帶電小球在同一高度相距r＝20cm時，繩與豎直方向成α＝30°角，A、B兩球均靜止．求B球的帶電荷量q.(取g＝10m/s2)圖1-2