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2019-2020年高二物理 第13單元：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（1、電荷 庫(kù)侖定律）(有解析) 大綱人教版 基礎(chǔ)鞏固達(dá)標(biāo) 1.如圖13-1-3所示,在真空中，把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近.關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說(shuō)法中正確的是（ ） 圖13-1-3 A.兩端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多 B.兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C.兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷 D.兩端的電荷電荷量相等 思路分析：由于導(dǎo)體內(nèi)有大量可自由移動(dòng)的電子，當(dāng)帶負(fù)電的球P慢慢靠近它時(shí)，由于同種電荷相互排斥，導(dǎo)體上靠近P的一端的電子被排斥到遠(yuǎn)端，從而顯出正電荷，遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電荷.導(dǎo)體離P球距離越近，電子被排斥得越多，感應(yīng)電荷越多. 答案：ACD2.兩個(gè)半徑為r的帶電球所帶電荷量分別為Q1和Q2，當(dāng)兩球心相距3r時(shí)，相互作用的靜電力大小為（ ） A.F=k B.F＞k C.F＜k D.無(wú)法確定 思路分析：因?yàn)閮汕蛐木嚯x不比球的半徑大得多，帶電球的形狀和大小不能忽略，所以不能看作點(diǎn)電荷，必須考慮在球上的實(shí)際分布.當(dāng)兩球帶同種電荷時(shí)，相互排斥，分布于最遠(yuǎn)的兩側(cè)，距離大于3r；當(dāng)兩球帶異種電荷時(shí)，相互吸引，分布于最近的一側(cè)，距離小于3r.由于不知兩球的電性是相同還是相反，球心間距相對(duì)于球體本身的大小又不是很大，兩球不能當(dāng)作點(diǎn)電荷處理，所以無(wú)法確定它們之間的靜電力大小，所以選項(xiàng)D正確. 答案：D 3.兩個(gè)點(diǎn)電荷放在真空中保持一定距離，若其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增加了，但仍然保持它們之間的相互作用力不變，則另一個(gè)電荷的電荷量減少了（ ） A. B. C. D. 思路分析：兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離不變，其中一個(gè)電荷量增加了，則電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k可知，若保持相互作用力不變，則應(yīng)讓另一個(gè)電荷的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的，即減少了，所以選項(xiàng)C正確.答案：C 4.如圖13-1-4所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài). 圖13-1-4 (1)如果q2為正電荷，則q1為_(kāi)__________電荷，q3為_(kāi)___________電荷. （2）q1、q2、q3三者電荷量的大小之比是____________:__________:___________思路分析：（1）若q2為正電荷，對(duì)q1而言要讓其平衡，q3必為負(fù)電荷，但對(duì)q2而言，q1和q3必為同種電荷，所以q1與q3都為負(fù)電荷. (2)由庫(kù)侖定律和平衡條件知：對(duì)q1有：=k，解得=（）2 對(duì)q3有：k=k，解得：=（）2 所以q1∶q2∶q3=（）2∶1∶（）2. 答案：（1）負(fù) 負(fù) （2）（）2 1 ()2 5.兩個(gè)完全相同的金屬小球，帶電荷量之比為1:7，相距為r，兩球相互接觸后再放回原來(lái)位置，則它們的庫(kù)侖力可能為原來(lái)的（ ） A. B. C. D.[思路分析：設(shè)兩小球的電荷量分別為Q和7Q，則在接觸前它們的庫(kù)侖力大小為F=k.當(dāng)兩球帶同種的電荷時(shí)，接觸后它們的電荷量要平均分配，各為4Q，庫(kù)侖力大小為F=k，此時(shí)的庫(kù)侖力為原來(lái)的倍.當(dāng)兩球帶異種電性的電荷時(shí)，接觸后它們的電荷要先中和，再平均分配其余的電荷量，各為3Q，庫(kù)侖力大小為F=k，是原來(lái)的倍. 答案：CD 綜合應(yīng)用創(chuàng)新 6.如圖13-1-5所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是（ ） 圖13-1-5 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4[來(lái) 思路分析：由庫(kù)侖定律知，a對(duì)c的靜電力沿ac連線遠(yuǎn)離a，b對(duì)c的靜電力沿bc連線指向b，且a對(duì)c的靜電力小于b對(duì)c的靜電力，由平行四邊形定則可知，c受到a和b的靜電力的合力不可能為F1、F3、F4，只可能為F2.故選項(xiàng)B正確. 答案：B 7.設(shè)星球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1 000 km的地方，又若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2 000 km地方相對(duì)于該星球無(wú)初速釋放，則此電子粉塵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將是（ ） A.向星球下落 B.仍在原處懸浮 C.推向太空 D.無(wú)法判斷 思路分析：分析粉塵的受力情況，可知它受到萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力，二力平衡，使粉塵處于懸浮狀態(tài).可以根據(jù)平衡方程看粉塵與星球間距變化后的狀態(tài)變化情況. 解答：設(shè)粉塵距星球球心為r，粉塵質(zhì)量為m，星球質(zhì)量為M，粉塵電荷量為q，星球電荷量為Q，則有：G=k 由等式可以看出，r再大，等式也仍然成立，所以選項(xiàng)B正確答案：B 8.(廣東高考)已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為e，下夸克帶電為-e，e為電子所帶電荷量的大小，如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為l，l=1.510-15m，試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力（庫(kù)侖力）. 解：質(zhì)子帶電為+e，所以它是由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成的.按題意，三個(gè)夸克必位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處.這時(shí)上夸克與上夸克之間的靜電力應(yīng)為F1=k=k， 代入數(shù)值，得F1=46 N，為斥力.上夸克與下夸克之間的靜電力為F2=k=k 代入數(shù)值，得F2=23 N，為吸引力. 9.(上海高考)“真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相距10 cm，它們之間相互作用力大小為910-4 N，當(dāng)它們合在一起時(shí)，成為一個(gè)帶電荷量為310-8 C的點(diǎn)電荷.問(wèn)原來(lái)兩電荷的帶電荷量各為多少？”某同學(xué)求解如下： 根據(jù)電荷守恒定律：q1+q2=310-8 C=a ①根據(jù)庫(kù)侖定律：q1q2=F=910-4 C2=110-15 C2=b 以q2=代入①式，得q12-aq1+b=0 解得q1=(a)=(310-8) C 根號(hào)中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運(yùn)算無(wú)誤，試指出求解過(guò)程中的問(wèn)題并給出正確的解答.解：題中僅給出相互作用力的大小.兩點(diǎn)電荷可能同號(hào)，也可能異號(hào)，題目中僅給出同號(hào)電荷的情況，不夠全面. 設(shè)兩電荷是異性的，q1、q2皆為絕對(duì)值，由電荷守恒知：q1-q2=310-8 C=a ① 根據(jù)庫(kù)侖定律知：F=k，則 q1q2=F=910-4 C2=110-15 C2=b ②[] 以q2=代入①式得：q12-aq1-b=0 ③ 解上式得q1=510-8 C，q2=-210-8 C. 10.有兩個(gè)帶電粒子，質(zhì)量均為20 g，一個(gè)帶正電q=2.510-8 C，另一個(gè)帶負(fù)電-4q，兩個(gè)電荷相距L=0.1 m，保持不變.它們之間的萬(wàn)有引力不計(jì)，兩粒子僅在庫(kù)侖力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心是它們連線上的中點(diǎn)，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是多少？（靜電力常量為k=9.0109 Nm2/C2） 思路分析：題目敘述的情景比較詳盡，思路比較清晰，能很明顯地發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)帶電粒子是在做庫(kù)侖力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng).但要注意能準(zhǔn)確找出它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，判斷出它們運(yùn)動(dòng)的角速度相同. 解：兩個(gè)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于它們的相互作用的庫(kù)侖力.則[k=mω2，解得：ω== rad/s=1.5 rad/s.