《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第一章静电场 第2课时 库仑定律 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第一章静电场 第2课时 库仑定律 .doc（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 1. 库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。适用范围：真空中 静止的 点电荷点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷。特点：a.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。b. 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。2. 库伦实验用库仑扭秤做实验时，改变两个
2、球之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可以找到力F与距r的关系：力F与距离r的二次方成反比，即 。电荷间的作用力与电荷量的关系：力F与电荷量q1和q2的乘积成正比，即 ，库伦定律的表达式 。式中k叫做静电力常量，k=9.0109Nm2/C2 。注意：使用库伦定律表达式计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。静电力与万有引力的比较： 相同点：公式形式相同，应用时都有条件，都是不接触力，且与距离的二次方成反比。 不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是引力，也可以是斥力。 在求静电力时，万有引力可以忽略。两个半径为r的金属球如图所示放置。若两球带有等量异种电荷Q时，两球间相互作用力大小为F，则（
3、 ）A. B. C. D.无法判断如图，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量(可视为点电荷)，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开.这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是( )A. B.C.D.解题本题首先要应用接触起电的规律得出C分别于A、B接触后，A、B所带的电量，再根据库伦定律求解。值得注意的是形状相同的两个小球相互接触，电荷量均分；若两个相同的金属小球所带电荷量分别为Q1、Q2，第三个不带电小球与它们分别无限次接触后，三个小球要平分总电荷量，即 。 答案：A解析：假设A带电量为Q，B带电量为Q，两球之间的相互
4、吸引力的大小是 ;第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为 ，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为 ，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小，由于带异种电荷，则出现相互吸引，故A正确，BCD错误;故选A。三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知( )A.n=3B.n=4C.n=5D.n=6 如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个
5、孤立的点电荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线。已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是()A. Q1、Q2的电荷量之比为 B. Q1、Q2的电荷量之比为C. Q1、Q2的质量之比为D. Q1、Q2的质量之比为解答本题的关键是知道库仑力提供向心力，灵活应用库仑定律。答案：BD解析：AB：点电荷Q恰好静止不动，对Q受力分析，根据库仑定律，则有： ，所以Q1、如图所示，两个分别用长l5 cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷，由于静电力为斥力，它们之间的距离r6
6、 cm。已测得每个金属小球的质量m1.2103 kg，试求它们之间的库仑力大小及每个金属小球所带的电荷量。（g取10 m/s2，k9.0109 Nm2 / C2）对球受力分析，根据共点力平衡条件，从而求出库仑力大小；依据库仑定律表达式，即可求出电荷量。解析：带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下，处于平衡状态，它的受力如图所示：1下列关于点电荷的说法正确的是（ ）A点电荷一定是电荷量很小的电荷B点电荷是一种理想化的模型，实际不存在C只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D两均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷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
7、星球表面h处，恰好处于悬浮状态。现设科学家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向星球地心方向下落B飞向太空C仍在那里悬浮D沿星球自转的线速度方向飞出3. 由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为 ，式中k为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为( )A.kgA2m3B.kgA2m3s4C.kgm2C2D.Nm2A2 4两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和Q的电荷量，当它们相距r时，它们之间的库仑力是F。若把它们接触后分开，再置于相距的两点，则它们的库仑力的大小将变为（ ）A
8、 B3FC4F D9F5 A、B两个点电荷间的距离保持恒定，当其他一些电荷被移近时，A、B间的库仑力将（ ）A变大 B变小C不变 D都有可能6如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B。现给B一个垂直AB方向的速度v0，B球将（ ）A若A、B为异种电荷，B球可能做圆周运动B若A、B为异种电荷，B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动C若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动D若A、B为同种电荷，B球的动能一定会减小 7如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内。若用图
9、示方向的水平推力F作用于小球B，则两小球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，并待两小球重新达到平衡时，与原来相比（ ）A两小球间的距离将增大，推力F将增大B两小球间的距离将增大，推力F将减小C两小球间的距离将减小，推力F将增大D两小球间的距离将减小，推力F将减小8竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A，在Q的正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一小球B，A、B两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，如图所示，由于漏电，A、B两小球的电荷量逐渐减少，悬线与竖直方向的夹角逐渐变小，如图所示，则在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力的大小将（ ）A保持不变 B先变小后变大C逐渐变小 D逐渐变大9.如图
10、所示，在光滑绝缘水平面上放置三个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当三个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l。已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( ).A . B . C . D . 10用等长的绝缘细线把一个质量为1.0 kg的小球a悬挂天花板上M、N两点，a带有Q=1.0105 C的正电荷。两线夹角为120，a的正下方0.3 m处放一带等量异种电荷的小球b，b与绝缘支架的总质量为2.0 kg，两线上的拉力大小分别为F1和F2。（k=9109 Nm2/C2，取g=10 m/s2）则（ ）A支架对地面的压力大小为30.0
11、NB两线上的拉力大小F1=F2=20.0 NC将b水平右移，使M、a、b在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1=12.5 N，F2=10.0 ND将b移到无穷远处，两线上的拉力大小F1=F2=20.0 N 11如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点间的距离为l0。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为（k为静电力常数），方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求： （1）乙球刚释放时受到的库仑力；（2）乙球在释放瞬间的加速度大小；（3）乙球的速度最大
12、时两球间的距离。参考答案与解析1BD3. B4B解析：根据库仑定律公式得，接触后再分离后所带电荷量各为Q，故B正确。5C解析：根据可知，AB间电荷的库仑力与其他电荷是否存在无关，故C正确，ABD错误。6AC解析：若两个小球所带电荷为异种电荷，则B受到A的库仑引力的作用，方向指向A。因v0AB，当=m，即v0=时，B球做匀速圆周运动；当v0时，B球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动；当v0时，B球将做库仑力、加速度、速度逐渐增大的近心运动。若两个小球所带电荷为同种电荷，B受到A的库仑力作用而做远离A的变加速曲线运动，库仑力做正功，B球的动能增加。故AC正确。7B解析：以小球A为研究对象，其
13、受力如图所示，小球A受到小球B对它的斥力F斥和墙壁对它的弹力FN的合力与其重力mg平衡。当将小球B向左推动少许，并待两小球重新达到平衡时，F斥与竖直方向夹角减小，则由图可判断斥力F斥减小，因此两小球间的距离将增大，弹力FN减小；以A、B两小球组成的整体为研究对象，由平衡条件知F=FN，故推力F将减小。故正确答案为B。8A 解析：以小球为研究对象，球受到重力G，A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用，如图所示。作出F1、F2的合力F，则由平衡条件得：F=G。根据FF1BPBQ得：，故可得：；在A、B两质点带电荷量逐渐减少的过程中，PB、PQ、G均不变，则线的拉力F2不变，故A正确，BCD错误。【名师点睛】本题是力学中动态平衡问题，采用的是三角形相似法，得到力的大小与三角形边长的关系，进行分析，也可以应用函数法求解。9. C10BC解析：（1）乙球刚释放时受到的库仑力 （2）根据牛顿第二定律得