高中物理粵教版1第一章電場(chǎng) 第一章第二節(jié)探究靜電力

第一章電場(chǎng)第二節(jié)探究靜電力A級(jí)抓基礎(chǔ)1．下列說(shuō)法中正確的是()A．點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體B．點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體C．根據(jù)公式F＝keq\f(q1q2,r2)，當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞D(zhuǎn)．靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的解析：帶電體能否看成點(diǎn)電荷取決于所研究的問(wèn)題，并不是取決于它的實(shí)際大小和帶電量的多少．當(dāng)r→0時(shí)，庫(kù)侖定律已不再適用．靜電力常量是由庫(kù)侖通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的．答案：D2．用控制變量法，可以研究影響電荷間相互作用力的因素．如圖所示，O是一個(gè)帶電的物體，若把系在絲線(xiàn)上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置，可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小．這個(gè)力的大小可以通過(guò)絲線(xiàn)偏離豎直方向的角度θ顯示出來(lái)．若物體O的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示，物體與小球間距離用d表示，物體和小球之間的作用力大小用F表示．則以下對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷正確的是()A．保持Q、q不變，增大d，則θ變大，說(shuō)明F與d有關(guān)B．保持Q、q不變，減小d，則θ變大，說(shuō)明F與d成反比C．保持Q、d不變，減小q，則θ變小，說(shuō)明F與q有關(guān)D．保持q、d不變，減小Q，則θ變小，說(shuō)明F與Q成正比解析：利用控制變量法可知：庫(kù)侖力的大小與電量大小以及距離有關(guān)．答案：C3．兩個(gè)半徑為r的金屬小球帶同種電荷，帶電量分別為q1和q2，當(dāng)兩球心相距為3r時(shí)，相互作用的庫(kù)侖力大小為()A．F＝keq\f(q1q2,9r2) B．F>keq\f(q1q2,9r2)C．F<keq\f(q1q2,9r2) D．無(wú)法確定解析：當(dāng)兩球心相距為3r時(shí)，兩球不能看成點(diǎn)電荷，因帶同種電荷，導(dǎo)致電量間距大于3r，根據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)，可知，它們相互作用的庫(kù)侖力大小F<keq\f(q1q2,9r2)，故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選C.答案：C4．關(guān)于庫(kù)侖定律的公式F＝keq\f(q1q2,r2)，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→∞時(shí)，它們之間的靜電力F→0B．當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→0時(shí)，它們之間的靜電力F→∞C．當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r→∞時(shí)，庫(kù)侖定律的公式就不適用了D．當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r→0時(shí)，電荷也能看成是點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律的公式同樣適用解析：當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r→∞時(shí)，它們之間的靜電力F→0，故A正確，C錯(cuò)誤．當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷距離趨于0時(shí)，兩電荷不能看成點(diǎn)電荷，此時(shí)庫(kù)侖定律的公式不再適用．故B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．答案：A5．如圖所示，A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量分別為＋Q和＋q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接．當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，若彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則()A．保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于2x0B．保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2x0C．保持Q不變，將q變?yōu)椋璹，平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D．保持q不變，將Q變?yōu)椋璔 ，平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0解析：設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為K，原長(zhǎng)為x.當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，則有：Kx0＝keq\f(Qq,（x＋x0）2).①保持Q不變，將q變?yōu)?q時(shí)，平衡時(shí)有：Kx1＝keq\f(2Qq,（x＋x1）2)，②由①②解得：x1<2x0，故A錯(cuò)誤；同理可以得到保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2x0，故B正確；同理可以得到保持Q不變，將q變?yōu)椋璹，平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0，同理可以得到保持q不變，將Q變?yōu)椋璔，平衡時(shí)彈簧的縮短量大于x0，故D錯(cuò)誤．故選B.答案：B6．(多選)如圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，電子在庫(kù)侖力作用下，沿以Q點(diǎn)為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)．M、N、P為橢圓上的三點(diǎn)，P點(diǎn)離Q點(diǎn)最遠(yuǎn)．在從M點(diǎn)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中，電子的()A．庫(kù)侖力大小不變 B．庫(kù)侖力先減小后增大C．速率先增大后減小 D．速率先減小后增大解析：電子從M點(diǎn)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中，電子先遠(yuǎn)離正電荷后靠近正電荷，根據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)，電子受到庫(kù)侖引力先減小后增大，故A錯(cuò)誤B正確；電子從M點(diǎn)經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中，電子先遠(yuǎn)離正電荷后靠近正電荷，電子只受庫(kù)侖引力作用，庫(kù)侖力先做負(fù)功后做正功，故動(dòng)能先減小后增大，則速率先減小后增大，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：BDB級(jí)提能力7．(多選)一根套有細(xì)環(huán)的粗糙桿水平放置，帶正電的小球A通過(guò)絕緣細(xì)線(xiàn)系在細(xì)環(huán)上，另一帶正電的小球B固定在絕緣支架上，A球處于平衡狀態(tài)，如圖所示．現(xiàn)將B球稍向右移動(dòng)，當(dāng)A小球再次平衡(該過(guò)程A、B兩球一直在相同的水平面上)時(shí)，細(xì)環(huán)仍靜止在原位置，下列說(shuō)法正確的是()A．細(xì)線(xiàn)對(duì)帶電小球A的拉力變大B．細(xì)線(xiàn)對(duì)細(xì)環(huán)的拉力保持不變C．細(xì)環(huán)所受的摩擦力變大D．粗糙桿對(duì)細(xì)環(huán)的支持力變大解析：A、B項(xiàng)以小球A為研究對(duì)象，分析受力情況：重力mg、細(xì)線(xiàn)的拉力T和電場(chǎng)力F，根據(jù)平衡條件得：T＝eq\r(（mg）2＋F2)，F(xiàn)增大時(shí)，T變大．故B錯(cuò)誤，A正確；C、D項(xiàng)以小球和環(huán)整體為研究對(duì)象，分析受力如右圖：總重力G、桿對(duì)細(xì)環(huán)的支持力N和摩擦力f，電場(chǎng)力F，根據(jù)平衡條件得：N＝G，f＝F.當(dāng)電場(chǎng)稍加大時(shí)，小球所受的電場(chǎng)力F增大，桿對(duì)細(xì)環(huán)的支持力保持不變，細(xì)環(huán)所受的摩擦力變大，故C正確、D錯(cuò)誤．答案：AC8．(多選)如圖所示為半徑相同的兩個(gè)金屬小球，A、B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，兩球之間的相互作用力大小是F，今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開(kāi)．這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(A、B兩球均可看成點(diǎn)電荷)()\f(F,8) \f(F,4)\f(3F,8) \f(3F,4)解析：第一種情況，當(dāng)兩球帶等量異種電荷時(shí)有：假設(shè)A帶電量為Q，B帶電量為－Q，兩球之間的相互吸引力的大小是：F＝keq\f(QQ,r2).第三個(gè)不帶電的金屬小球C與A接觸后，A和C的電量都為：eq\f(Q,2)，C與B接觸時(shí)先中和再平分，則C、B分開(kāi)后電量均為：－eq\f(Q,4)，這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大?。篎′＝keq\f(\f(Q,2)×\f(Q,4),r2)＝eq\f(F,8)，故A正確；同理當(dāng)兩球帶有同種電荷時(shí)，有：F′＝eq\f(3F,8)，故C正確，BD錯(cuò)誤．故選AC.答案：AC9．(多選)某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)()A．半徑越大，加速度越小B．半徑越小，周期越大C．半徑越大，角速度越小D．半徑越小，線(xiàn)速度越大解析：根據(jù)原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力提供向心力，由牛頓第二定律得：keq\f(e2,r2)＝ma＝meq\f(4π2r,T2)＝mω2r＝meq\f(v2,r)，得a＝keq\f(e2,mr2)；T＝eq\r(m\f(4π2r3,ke2))；ω＝eq\r(k\f(e2,mr3))；v＝eq\r(k\f(e2,mr)).半徑越大，加速度越小，故A正確；半徑越小，周期越小，故B錯(cuò)誤；半徑越大，角速度越小，故C正確；半徑越小，線(xiàn)速度越大，故D正確．答案：ACD10．如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線(xiàn)上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36)B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6解析：分別取三個(gè)點(diǎn)電荷為研究對(duì)象，由于三個(gè)點(diǎn)電荷只在靜電力(庫(kù)侖力)作用下保持平衡，所以這三個(gè)點(diǎn)電荷不可能是同種電荷，這樣可排除B、D選項(xiàng)，正確選項(xiàng)只可能在A、C中．若選q2為研究對(duì)象，由庫(kù)侖定律知eq\f(kq2q1,r2)＝eq\f(kq2q3,（2r）2)，因而得q1＝eq\f(1,4)q3，即q3＝4q1.若以q1為研究對(duì)象，keq\f(q1q2,r2)＝keq\f(q1q3,9r2)得q2＝eq\f(1,9)q3，q1＝eq\f(9,4)q2，由于三個(gè)電荷平衡，q1與q3為同種電荷，q1與q2為異種電荷．故選項(xiàng)A恰好滿(mǎn)足此關(guān)系，顯然正確選項(xiàng)為A.答案：A11．相距為L(zhǎng)的點(diǎn)電荷A、B帶電量分別為＋4Q和－Q，如圖所示，今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電量為_(kāi)_______，放置在________．解析：A、B、C三個(gè)電荷要平衡，必須三個(gè)電荷的一條直線(xiàn)，外側(cè)二個(gè)電荷相互排斥，中間電荷吸引外側(cè)兩個(gè)電荷，所以外側(cè)兩個(gè)電荷距離大，要平衡中間電荷的拉力，必須外側(cè)電荷電量大，中間電荷電量小，所以C必須為正電，在B的右側(cè)．設(shè)C所在位置與B的距離為r，則C所在位置與A的距離為L(zhǎng)＋r，要能處于平衡狀態(tài)，所以A對(duì)C的電場(chǎng)力大小等于B對(duì)C的電場(chǎng)力大小，設(shè)C的電量為q.則有：keq\f(4Qq,（L＋r）2)＝keq\f(Qq,r2)，解得：r＝L.對(duì)點(diǎn)電荷A，其受力也平衡，則：keq\f(4QQ,（L＋r）2)＝keq\f(Qq,L2)，解得：q＝4Q.故答案為：4Q，B的右側(cè)L處．答案：4QB的右側(cè)L處12．真空中有兩個(gè)相距1m帶電荷量相等的點(diǎn)電荷，它們間的靜電力的大小為×10－4N，求每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量是多少？它是元電荷的多少倍(靜電力常量k＝×109N·m2/c2解析：由F＝keq\f(q2,r2)得q＝2×10－7C，N＝eq\f(q,e)＝×1012，答案：2×10－7C×101213．如圖所示，一個(gè)掛在絲線(xiàn)下端帶正