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1、探究靜電力
知識點一點電荷、庫侖定律
1. (雙選)關(guān)于點電荷,以下說法正確的是 ( )?
A .足夠小的電荷,就是點電荷
B. —個電子,不論在何種情況下均可視為點電荷 C .在實際中點電荷并不存在
D. —個帶電體能否看成點電荷,不是看它尺寸的絕對值,而是看它的形狀和尺寸對相
互作用力的影響能否忽略不計
解析 點電荷是一種理想模型,一個帶電體能否看成點電荷不是看其大小,而是應(yīng)具
因此大的帶電體
所以本題A、B錯,
體問題具體分析,是看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計.
定不能看成點電荷和小的帶電體一定能看成點電荷
2、的說法都是錯誤的,
C、D 對.
答案 CD
2. (雙選)對于庫侖定律,下面說法正確的是
A .凡計算真空中兩個點電荷間的相互作用力,就可以使用公式
B. 兩個帶 電小球即使相距非常近,也能用庫侖定律
C. 相互作用的兩個點電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們之間的庫侖力大小一定 相等
D. 當兩個半徑為r的帶電金屬球中心相距為 4r時,對于它們之間的靜電作用力大小, 只取決于它們各自所帶的電荷量
解析 庫侖定律適用于真空中的兩個點電荷, 當兩個帶電小球離得非常遠時, 可以看成
點電荷來處理,而非常近時帶電體的電荷分布會發(fā)生變化,不再均勻,而不能看作點電荷, 故不能用庫侖定
3、律來解題.兩點電荷的力是作用力和反作用力,所以, A、C正確.
答案 AC
3. 真空中有兩個點電荷 Q和q,它們之間的庫侖力為 F,下面哪些做法可以使它們之
間的庫侖力變?yōu)?.5F ( ).
A. 使Q的電荷量變?yōu)?Q,使q的電荷量變?yōu)?q,同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?2倍
B. 使每個點電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?1.5倍,距離也變?yōu)樵瓉淼?1.5倍
C. 使其中一個點電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?1.5倍,距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍
D. 保持電荷量不變,使距離變?yōu)樵瓉?的2倍
力大小為F = kQP.
當電荷量或距離變化時,根據(jù)庫侖定律,對A有“譽=3,可見符合要求;
4、對B有Fb = k嚴護=F,不符合要求;
對C有 FC = k 1.5 Qq (1.5rj 3
對 D 有 Fd = k Qq = 9F,不符合要求. 弐2 4
3
綜上所述,
A正確.
答案 A
知識點二
庫侖力
4.真空中
重力),開始時
A、B兩個點電荷相距為 L ,質(zhì)量分別為m和2m,它們由靜止開始運動(不計
A的加速度大小是a,經(jīng)過一段時間,B的加速度大小也是 a,那么此時A、
B兩點電荷的距離是
V2
( ).A.〒L
B. 2L
C. 2 ,2L
解析 剛釋放瞬間,對A有k^L^u mAa,經(jīng)過一段時間后,對 B有丘[」2= mBa
5、,可得
碣 5
圖1-2-7
5?如圖1-2- 7所示,有三個點電荷 A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上,已 知A、B都帶正電荷,A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力如圖中 Fa所示,那么可以判定 點電荷C所帶電荷的電性為 ( ).
A .一定是正電
B. 一定是負電
C. 可能是正電,也可能是負電
D. 無法判斷
解析 因A、B都帶正電,所以庫侖力表現(xiàn)為斥力,即 B對A的作用力沿BA的延長線 方向,而不論C帶正電還是帶負電,A和C的作用力方向都必須在 AC連接上,由平行四邊 形定則知,合力必定為兩個分力的對角線,所以 A和C之間必為引力,所以 C帶負電,故
選B.
6、
答案 B
知識點三 庫侖定律的綜合應(yīng)用
圖1—2-8
6.(雙選)如圖1 — 2— 8所示,有兩個完全相同的帶電金屬球 A、B, B固定在絕緣地板
上,A在離B高H的正上方由靜止釋放,與 B碰撞后回跳高度為 h,設(shè)整個過程只有重力、 彈力和庫侖力作用,且兩球相碰時無能量損失,則 ( ).
A.
若A、
B帶等量冋種電荷,
h> H
B.
若
A、
B帶等量冋種電荷,
h = H
C.
若
A、
B帶等量異種電荷,
h > H
D.
若
A、
B帶等量異種電荷,
h= H
解析
若A、B帶等量冋種 電荷,接觸時沒有電荷的重新分布
7、,下降時庫侖力做的負功
與上升時庫侖力做的正功絕對值相等, 故上升到最高位置時,小球的機械能與剛下落時的機
械能相等,上升的高度 h = H , B正確.若A、B帶等量異種電荷,接觸后兩球都不帶電, 下降時庫侖力做正功,上升時庫侖力 為零,不做功,小球的機械能增加,所以 h>H , C正
確.答案 BC
卜 20 fi[in-^|
圖 1 — 2—9
—9 — 9
7.如圖1 — 2— 9所示,兩個點電荷,電荷量分別為q 1= 4X 10 C和q2=— 9X 10 C, 兩者固定于相距 20 cm的a、b兩點上,有一個點電荷q放在a、b所在直線上,且靜止不動, 該點電荷所處的位置
8、是何處 ( ).
A. a的左側(cè)40 cm B . a、b的中點
C. b的右側(cè)40 cm D .無法確定
解析 根據(jù)平衡條件,它應(yīng)在 q1點電荷的外側(cè),設(shè)距 q1距離為x,有kqXq= kx;220 2, 將q1 = 4X 10 C, q2=— 9X 10 C代入,解得x= 40 cm,故選項A正確.
答案 A
圖 1 — 2- 10
& (永泰高二檢測)如圖1 — 2 — 10所示,MON是固定的光滑絕緣直角桿, M0沿水平
方向,NO沿豎直方向,A、B為兩個套在此桿上的帶有同種電荷的小球?用一指向豎直桿 的水平力F作用在A球上,使兩球均處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將 A球沿水平向右
9、方向緩慢拉動一
小段距離后,A、B兩小球可以重新平衡?則后一種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較, A、
B兩小球間的庫侖力 ; A球?qū)O桿的壓力 .(選填“變大”、“變小”或
“不變”)
解析 以B球為研究對象,在豎直方向上滿足 mBg= Feos &F為庫侖力,B為AB連線 與豎直方向的夾角)由于移動后B變小,所以庫侖力F變小.以整體為研究對象,MO桿對A 球的支持力滿足關(guān)系式: N= mAg + mBg,所以M0桿對A球的支持力不變,根據(jù)牛頓第 三 定律,A球?qū)0桿的壓力也保持不變.
答案變小不變
圖 1 — 2— 11
9.如圖1 — 2— 11所示,一個掛在絕緣
10、細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的電荷量為Q, B球的質(zhì)量為 m,帶電荷量為q, 0= 30° A和B 在同一條水平線上,整個裝置處于真空中,求 A、B兩球間的距離.
解析 對小球B受力分析,如圖所示,小球 B受豎直向下的重力 mg,沿絕緣細線的拉
力Ft, A對它的庫侖力Fab,由力的平衡條件,可知 Fab= mgtan 0根據(jù)庫侖定律Fab = 悄,
.3kQq
mg
圖 1 — 2- 12
10.兩根光滑絕緣棒在同一豎直平面內(nèi), 兩棒與水平面間均成 45。角,棒上各穿有一個質(zhì)
量為m、帶電荷量為Q的相同小球,如圖1 — 2— 12所示?現(xiàn)讓兩球同時從同一高度由靜止 開始下滑,則當兩球相距多遠時,小球的速度達到最大值?
解析 小球在下滑過程中先加速后減速,當 a=0時,速度達到最大值,此時兩球相距
2
L.對任一小球,此時受重力、彈力、庫侖力三者的合力為零. F = ,盤=tan 45 ;解之得
L =