【全优课堂】2016高考物理总复习 第7章 第1课时 电荷守恒定律 库仑定律课时作业（含解析）.doc

‎【全优课堂】2016高考物理总复习 第7章 第1课时 电荷守恒定律 库仑定律课时作业 一、单项选择题 ‎1．关于点电荷，下列说法正确的是(　　)‎ A．只有体积很小的带电体才可以看作点电荷 B．只有球形带电体才可以看作点电荷 C．带电体能否被看作点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体的形状 D．一切带电体都可以看作点电荷 ‎【答案】C ‎【解析】点电荷就是带电的质点，而物体之所以可以看成是质点，是一种科学的抽象．当所研究的对象的大小和形状对所研究的问题不起作用或者可以忽略其影响时，便可看成是质点，而不在于其自身的大小．‎ ‎2．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高h处，粉尘恰处于悬浮状态．现将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处无初速度释放，则此带电粉尘将(　　)‎ A．向星球球心方向下落 B．被推向太空，远离星球 C．仍在那里悬浮 D．沿星球自转的线速度方向飞出 ‎【答案】C ‎【解析】设星球半径为R，质量为M，电荷量为Q，粉尘质量为m，电荷量为q.将该星球所带的电荷等效为电荷集中于球心的负点电荷，带负电的粉尘在库仑力和万有引力作用下在高h处平衡，即k＝G.由上式可以看出高度h变化，不会打破这个平衡．‎ ‎3．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r，球的半径比r小得多，带电荷量大小分别为q和3q，相互作用的斥力为‎3F.现让这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为(　　)‎ A．F B． C．‎4F D．以上三个选项之外的一个值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 6‎ 满足题中条件的两个带电金属球可以看作是点电荷，电荷没有平分前由库仑定律有＝3F，电荷平分后有＝4F，C正确．‎ ‎4．(2015·北京西城检测)如图，两个电荷量均为＋q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径r≪l.k表示静电力常量．则轻绳的张力大小为(　　)‎ 图1‎ A．0 B． C．2 D． ‎【答案】B ‎【解析】轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力，由库仑定律得F＝，选项B正确．‎ ‎5.如图2所示，A、B是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m，它们的悬线长度都是L，悬线上端都固定在同一点O，B球悬线竖直且被固定，A球在力的作用下，在偏离B球s的地方静止平衡，此时A受到绳的拉力为FT；现保持其他条件不变，用改变A球质量的方法，使A球在距离B为处静止平衡，则A受到绳的拉力为(　　)‎ 图2‎ A．FT B．‎2FT ‎ C．‎4FT D．‎‎8FT ‎【答案】D ‎【解析】对A球受力分析如图所示，F斥和FT的合力F与mg等大反向，由几何知识知，F、FT、F斥组成的力的矢量三角形与几何△OAB相似，所以＝，当A、B间距变为时＝，解以上两式得FT′＝8FT，故选D．‎ 二、双项选择题 ‎6．如图3所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A 6‎ 球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为(　　)‎ 图3‎ A．可能受到2个力作用 B．可能受到3个力作用 C．可能受到4个力作用 D．可能受到5个力作用 ‎【答案】AC ‎【解析】以A为研究对象，根据其受力平衡可得，如果没有摩擦，则A对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力作用而平衡；如果受摩擦力，则一定受弹力，所以A受4个力作用而平衡．‎ ‎7.放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止，如图4所示．若A的电荷量保持不变，B由于漏电而下降少许重新平衡，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．A对筒底的压力不变 B．B对筒壁的压力变大 C．A、B间的库仑力变小 D．A、B间的电势能减小 ‎【答案】AB ‎【解析】对A、B系统由整体法可知，A对筒底的压力不变，A项正确．对球B受力分析如图所示．当B球下降时，F库与水平方向的夹角α变小，在竖直方向上有：F库sin α＝mBg.当α变小时，F库是变大的，而FN＝F库cos α，显然FN变大，B项对，C项错误．因为B下降后更靠近A球，克服库仑斥力做功，系统电势能增大，D错．正确选项为A、B．‎ ‎8.如图5所示，竖直墙面与水平地面均光滑绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内，若用图5所示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图5所示位置，如果将小球B稍向左推过一些，两球重新平衡时的受力情况与原来相比(　　)‎ 6‎ 图5‎ A．推力F将增大 B．墙面对小球A的弹力减小 C．地面对小球B的弹力减小 D．两小球之间的距离增大 ‎【答案】BD ‎【解析】A、B球受力如图所示．‎ 对A：‎ FAcos θ＝GA ①‎ FAsin θ＝FNA ②‎ 对B：‎ FBcos θ＋GB＝FNB ③‎ FBsin θ＝F ④‎ 当B向左推过一些后，θ角变小，由①式知，FA变小，则由②式知，FNA变小，FA与FB为作用力与反作用力，所以FB＝FA，由③式知，FNB＝GB＋GA，FNB不变，由④式知，F变小．由于FA、FB变小，所以两球间距离变大．‎ 三、非选择题 ‎9．(2015·惠州模拟)如图6所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷．将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电荷量不变．不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g.求：‎ 图6‎ ‎(1)A球刚释放时的加速度是多大；‎ ‎(2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离．‎ ‎【答案】(1)g sinα－　(2) ‎【解析】(1)由牛顿第二定律可知 6‎ mgsin α－F＝ma，‎ 根据库仑定律F＝k r＝H/sin α，‎ 得a＝gsin α－.‎ ‎(2)当A球受到合力为零、加速度为零时，动能最大．设此时A球与B点间的距离为d，则mgsin α＝ 解得d＝ ‎10．(2014·汕尾模拟)如图7，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质 点)，它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ，求：‎ 图7‎ ‎(1)A受的摩擦力为多大？‎ ‎(2)如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了多远距离？‎ ‎【答案】(1)　(2)均为Q － ‎【解析】(1)由A受力平衡，得：‎ A受的摩擦力为FA＝F库＝k.‎ ‎(2)当加速度第一次为零时，库仑力和滑动摩擦力大小相等 μmg＝k，‎ r′＝2Q 间距增大了2Q －r 因A、B的质量相等，所以加速度在这段时间内的任何时刻总是等大反向，因此A、B运动的距离相等，各运动了Q －.‎ ‎11．真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA＝6.4×10－‎16 C的正电荷，B球带 qB＝－3.2×10－‎16 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间的库仑力大小；‎ 6‎ ‎(2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力大小．‎ ‎【答案】(1)7.37×10－21 N　(2)9.22×10－22 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力大小为 F＝k ‎＝9×109× N ‎≈7.37×10－21 N.‎ ‎(2)A、B两球接触时会发生电中和，使“净电荷”总量减小，剩下的“正”净电荷将重新分布．‎ 由于A、B两球是完全相同的导体球，剩余的净电荷将平均分配，A、B两球将带上同种电荷，故放回原处后，A、B间的库仑力变为斥力．‎ 两球接触后，它们的带电情况为：‎ QA＝QB＝＝×10－‎16 C＝1.6×10－‎‎16 C 所以分别放回原处后，两球间的库仑力为 F′＝k＝9×109× N≈9.22×10－22 N.‎ 6‎