高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第2節(jié)庫侖定律 全國獲獎(jiǎng)

電荷庫侖定律（滿分100分，60分鐘完成）班級(jí)_______姓名_______目的要求：1．知道物體摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)；2．會(huì)用庫侖定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得6分，對(duì)而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。1．關(guān)于庫侖定律，以下說法中正確的是 （） A．庫侖定律適用于點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的帶電體 B．庫侖定律是實(shí)驗(yàn)定律 C．庫侖定律只適用與點(diǎn)電荷 D．根據(jù)庫侖定律，當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí)，則庫侖力趨近于無窮大2．兩個(gè)相同的金屬小球，帶電荷量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的（） A． B． C． D．3．把一個(gè)電荷量為Q的電荷分成電荷量分別為q和（Q－q）的兩部分，而后兩者相隔一定的距離，則兩者具有最大斥力時(shí)，q與Q的關(guān)系是 （） A． B． C． D．無法確定4．兩個(gè)半徑相等體積不能忽略的金屬球相距r，它們帶有等量同種電荷q時(shí)，相互間的庫侖力為F1，若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時(shí)，庫侖力為F2，則兩力大小（） A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．無法確定5．真空中兩個(gè)同種點(diǎn)電荷Q1和Q2，相距較近，使它們保持靜止?fàn)顟B(tài)。今釋放Q2，且Q2只在Q1的庫侖力作用下運(yùn)動(dòng)，則在Q2運(yùn)動(dòng)過程中的速度和加速度的變化情況分別是（） A．速度不斷變大，加速度不斷變大 B．速度不斷變大，加速度不斷變小 C．速度不斷變小，加速度不斷變大 D．速度不斷變小，加速度不斷變小6．絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜。在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時(shí)a、b都不帶電，如圖1所示。現(xiàn)使b帶電，則 （）圖1 A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用圖1 B．b將吸引a，吸在一起不分開 C．b立即把a(bǔ)排斥開D．b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開7．有一彈簧原長為L，兩端固定絕緣小球，球上帶同種電荷，電荷量都是Q，由于靜電斥力使彈簧伸長了△L，如圖2所示。如果兩球的電荷量均減為原來的一半。那么彈簧比原長伸長了 （）圖2 A． B．小于圖2 C．大于 D．8．如圖3所示，帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA＝OB，都用長L的絲線懸掛在O點(diǎn)。靜止時(shí)A、B相距為d。為使平衡時(shí)AB間距離減為，可采用以下哪些方法（）OABd圖3 A．將小球OABd圖3 B．將小球B的質(zhì)量增加到原來的8倍 C．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半 D．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．最早測(cè)出元電荷e的數(shù)值的是美國物理學(xué)家；他測(cè)出所有油滴的電荷量q值都是e的整數(shù)倍。同時(shí)，這位科學(xué)家還測(cè)出了電子電荷量和質(zhì)量的比值，叫做電子的，它的值為。10．真空中固定著A、B兩個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，它們間的距離為10cm，現(xiàn)將另一個(gè)點(diǎn)電荷C，放到A、B連線上距A2cm處，則C恰好處于平衡狀態(tài)，則A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷電量之比QA∶QB＝11．有三個(gè)完全相同的金屬小球A、B、C，其中A球帶電荷量為7Q，B球帶電荷量為－Q，C球不帶電。將A和B固定起來，然后讓C球反復(fù)與A球和B球接觸，最后移去C球，則A和B間的相互作用力將變?yōu)樵瓉淼腳_____倍。αβm1m2圖412．如圖4所示，兩個(gè)帶同種電荷的小球，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2，用絕緣細(xì)線懸掛后，因靜電力使兩球分開，兩細(xì)線與豎直方向的夾角分別為α、β，兩球在同一水平線上，若α＝βαβm1m2圖4圖513．如圖5所示，A、B兩點(diǎn)電荷相距L＝2m，質(zhì)量為mA＝10g，mB＝5g，它們從靜止開始運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），開始時(shí)A的加速度為a，一段時(shí)間后，B的加速度值為a，速率v＝3m/s，則此時(shí)兩點(diǎn)電荷相距_______m，A的速率為______m/s。圖5三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。圖614．（12分）如圖6所示，一個(gè)掛在絲線下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置。若固定的帶正電的小球A電量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電量為q，θ＝30o，A和B在同一水平線上，整個(gè)裝置處于真空中，求A、B兩球之間的距離為多少?圖615．（15分）在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為＋4Q和－Q的點(diǎn)電荷。求： （1）將另一個(gè)點(diǎn)電荷C放在該直線上的哪個(gè)位置，可以使它在電場(chǎng)力作用下保持靜止？ （2）若要求這三個(gè)點(diǎn)電荷都只在電場(chǎng)力作用下保持靜止，那么引入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？電荷庫侖定律參考答案一、選擇題：1．【答案】BC【點(diǎn)撥】電荷是否能看成點(diǎn)電荷跟電荷的大小、形狀無關(guān)，A錯(cuò)誤；庫侖定律是法國物理學(xué)家?guī)靵?785年通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，B正確；只有點(diǎn)電荷的作用力才滿足庫侖定律，C正確；當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離趨近于零時(shí)，它們的形狀對(duì)相互作用力的影響不能忽略，因此不能看成點(diǎn)電荷，不滿足庫侖定律規(guī)律，D錯(cuò)誤。2．【答案】CD【點(diǎn)撥】接觸前兩電荷的電荷量為Q和7Q，接觸后再分開，如果是兩同種電荷則帶電量分別為4Q和4Q，如果為兩異種電荷，則分開后帶電量分別為3Q和3Q，由庫侖定律可算出答案C、D正確。3．【答案】C【點(diǎn)撥】根據(jù)庫侖定律有：，庫侖力取決于q和（Q－q）兩者的乘積，因q＋（Q－q）＝定值，所以有q＝（Q－q），即時(shí)乘積最大，C正確。4．【答案】B圖甲圖乙【點(diǎn)撥】體積不能忽略的金屬球不能看成電荷，金屬球帶同種電荷時(shí)，電荷相互排斥，集中在遠(yuǎn)端，如圖甲所示，電荷之間的距離大于兩球心的距離；金屬球帶異種電荷時(shí)，電荷相互吸引，集中在近端，如圖乙所示，電荷之間的距離小于兩球心的距離，所以F1＜F2，A、C、D錯(cuò)誤，B正確圖甲圖乙5．【答案】B【點(diǎn)撥】同種點(diǎn)電荷Q1和Q2相互排斥，都受庫侖力作用作加速運(yùn)動(dòng)，速度越來越大，距離越來越遠(yuǎn)，它們之間的庫侖力越來越小，加速度不斷變小，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。6．【答案】D【點(diǎn)撥】帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)，b帶電后將吸引a，吸在一起后a也帶上同種電荷，相互排斥，又分開，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。7．【答案】C【點(diǎn)撥】?jī)汕螂姾闪烤鶞p半,使其相互作用力減為原來的；又因兩球間距離減小，使其相互作用力增大一點(diǎn)兒，所以彈簧的伸長量要大于，故A、B、C錯(cuò)誤，C正確。8．【答案】BDLdOTFABLdOTFABmBg而，可知，B、D正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9．【答案】密立根；比荷；×1011【點(diǎn)撥】測(cè)定元電荷和電子比荷的實(shí)驗(yàn)叫密立根油滴實(shí)驗(yàn)。10．【答案】1∶16【點(diǎn)撥】根據(jù)庫侖定律和電荷C的受力平衡列方程有：k解得：QA∶QB＝1∶1611．【答案】【點(diǎn)撥】ABC三球帶電量中和后總共為6Q，再平分，每個(gè)小球帶電量均為2Q。12．【答案】m1＝m2；與q1、q2的具體值無關(guān)【點(diǎn)撥】根據(jù)庫侖定律公式有F＝k，不論q1、q2的具體值如何，兩電荷間的庫侖力均相等。根據(jù)平衡條件，若α＝β，必須有m1＝m2。13．【答案】2；【點(diǎn)撥】由于B的質(zhì)量是A的，當(dāng)B的加速度也是a時(shí)，由牛頓第二定律可知，此時(shí)的庫侖力是開始時(shí)的，由庫侖定律可知，此時(shí)兩電荷之間的距離是開始時(shí)的倍，即為L＝2m，把A、B看作一個(gè)系統(tǒng)，相互作用的庫侖力是系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)所受的合外力為零，動(dòng)量守恒，則有0＝mAvA＋mBvB,由此得vA＝1.5m/s。三、計(jì)算題：14．【答案】【解析】如圖所示，小球B受三個(gè)力作用而平衡。由平衡條件有F庫＝mgtanθ ①根據(jù)庫侖定律有F庫＝k· ②由①②解得：r＝＝15．【答案】（1）C在AB延長線上，在B點(diǎn)的外側(cè)，且AB＝BC；（2）正電荷，QC＝＋4Q【解析】（1）先判定第三個(gè)點(diǎn)電荷所在的區(qū)間：因A的電荷量大于B的電荷量，從力的大小考慮，C不可能在A的外側(cè)平