2018版高中物理 第1章 靜電與靜電場 學(xué)業(yè)分層測評2 電荷間的相互作用 魯科版選修1-1

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1、學(xué)業(yè)分層測評(二) 電荷間的相互作用 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是(　　) A．體積較大的帶電體在任何條件下都不可看成點(diǎn)電荷 B．足夠小(例如體積小于1 mm3)的帶電體，一定可以看作點(diǎn)電荷 C．由庫侖定律可知，兩個(gè)電荷間的距離趨于無窮小時(shí)，庫侖力趨于無限大 D．一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它尺寸的絕對值，而是看它的形狀和大小對相互作用力的影響是否能忽略不計(jì) 【解析】　一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，并不只是看它本身尺寸的大小，而是看它的形狀和大小對相互作用力的影響能否忽略不計(jì)，D正確．當(dāng)研究兩個(gè)距離很遠(yuǎn)的星球間的庫侖力時(shí)，兩星球也

2、可視為點(diǎn)電荷，A錯(cuò)誤．兩個(gè)很小的帶電體距離很小時(shí)也不可看作點(diǎn)電荷，B錯(cuò)誤．庫侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)兩電荷間的距離趨于無窮小時(shí)，電荷不能視為點(diǎn)電荷，庫侖定律不能使用了，它們間的庫侖力并非無窮大，C錯(cuò)誤． 【答案】　D 2．(多選)庫侖定律的適用范圍是(　　) A．真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用 B．真空中任意帶電體間的相互作用 C．真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用 D．真空中兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離，則可應(yīng)用庫侖定律 【解析】　兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí)，這兩個(gè)帶電體均可視為點(diǎn)電荷，而且在真空中，則可應(yīng)用庫侖定律，故C、D正確． 【答案】　CD

3、 3．在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B相距10 cm，A的帶電荷量是B的帶電荷量的10倍，B受的庫侖力是0.1 N，則A受到的庫侖力是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：18152013】 A．1 N　　　　　　 B．0.1 N C．10 N D．100 N 【解析】　A、B間的庫侖力應(yīng)是作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，A受的庫侖力為0.1 N. 【答案】　B 4．真空中兩個(gè)異種點(diǎn)電荷q1、q2相距一定距離．現(xiàn)固定q1，再把q2移到遠(yuǎn)處的過程中，q2受到的庫侖力(　　) ①不斷增大?、诓粩鄿p小　③是吸引力?、苁桥懦饬? A．①③　　　 B．②③ C．①④　　　 D．②④ 【解析】　由庫侖定律

4、可得，把q2移到遠(yuǎn)處的過程中，q2受到的庫侖力不斷減小，②正確，由于q1和q2是異種電荷，所以q2受到的庫侖力是吸引力，③正確． 【答案】　B 5．兩個(gè)大小相同的金屬球，所帶電荷量分別為3Q和－Q，相距r時(shí)(r遠(yuǎn)大于金屬球半徑)，它們之間的相互作用力大小為F.現(xiàn)將兩球接觸后分開，并使它們相距2r，則它們之間的相互作用力大小將變?yōu)?　　) A.　　　　 B. C.　　　 D. 【解析】　兩球接觸前的相互作用力大小F＝k＝.兩球接觸后，電荷先中和再平分，兩球分開后的帶電量均為＝Q，所以兩球間作用力大小變?yōu)镕′＝＝. 由以上可知F′＝. 【答案】　C 6．使帶電的金屬球靠近不帶電

5、的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開．圖中所表示的驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況正確的是(　　) 【解析】　把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，若金屬球帶正電，則將導(dǎo)體上的自由電子吸引上來，這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電，箔片帶正電；若金屬球帶負(fù)電， 則將導(dǎo)體上的自由電子排斥到最遠(yuǎn)端，這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電，箔片帶負(fù)電．選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 7．兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為d，相互作用力大小為F，保持兩點(diǎn)電荷的電荷量不變，改變它們之間的距離，使之相互作用力大小為4F，則兩點(diǎn)電荷之間的距離應(yīng)是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：18152014】 A．4d　　　 B．2d　　　 C.　　　 D. 【解析】　由庫侖定律可

6、知兩點(diǎn)電荷間的相互作用力與它們距離的平方成反比，所以當(dāng)相互作用力大小變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，兩電荷間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉淼囊话耄碈正確． 【答案】　C 8．兩個(gè)帶正電的小球，放在光滑的水平絕緣板上，它們相距一定距離．若同時(shí)釋放兩球，它們的加速度之比將(　　) A．保持不變　 B．先增大后減小 C．增大 D．減小 【解析】　設(shè)兩球的質(zhì)量分別為m1、m2，兩球所受的庫侖斥力大小分別為F1、F2.由牛頓第二定律可知，a1＝，a2＝，由牛頓第三定律可知，兩球間的庫侖斥力等大反向，故F1＝F2，可得出＝，故兩球的加速度之比與兩球間距大小無關(guān)，A正確． 【答案】　A [能力提升] 9．(多選)半徑相

7、同的金屬球A、B帶有等量電荷，相距一定距離時(shí)，兩球間的相互作用的庫侖力為F.今讓第三個(gè)與A、B相同的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸后再移開，此時(shí)A、B的相互作用力大小可能是(　　) A.　　　　 B. C.　　　 D. 【解析】　金屬球A、B之間存在著相互作用力即庫侖力，利用庫侖定律F＝k可知，若當(dāng)兩小球的距離不變時(shí)，兩球之間的相互作用力的大小與它們之間的帶電荷量的乘積成正比．因兩個(gè)小球的帶電性不明確，所以兩個(gè)小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故兩個(gè)小球之間的作用力可能是相互吸引力，也可能是相互排斥力． 若兩個(gè)小球帶同種電荷時(shí)，C分別與A、B相接觸后，電荷量直接平均分配，最后

8、A、B的帶電荷量剩下原來的和.故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼?，? 若兩個(gè)小球帶異種電荷時(shí)，C先與A接觸，電荷量平均分配；再與B接觸，電荷量先中和后，再平均分配．最后A、B的帶電荷量剩下原來的和，故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼?，即F. 【答案】　AB 10．在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，其中一個(gè)電荷的電荷量是另一個(gè)電荷的4倍，當(dāng)它們相距0.05 m時(shí)，相互斥力為1.6 N；當(dāng)它們相距0.1 m時(shí)，相互斥力為______N．那么，這兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為______C和______C. 【導(dǎo)學(xué)號：18152015】 【解析】　設(shè)其中一個(gè)的電荷量為q，則另一個(gè)的電荷量

9、為4q， 由庫侖定律：F1＝k，F(xiàn)2＝k， 將F1＝1.6 N，r1＝0.05 m， r2＝0.1 m代入可解得 F2＝0.4 N，q＝×10－6 C， 4q＝×10－6 C. 【答案】　0.4　×10－6　×10－6 11．真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，相距18 cm，其中Q1帶正電，電荷量為1.8×10－12 C，它們之間的引力F＝1.0×10－12 N，求Q2所帶的電荷量及電性． 【解析】　由于是真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷，符合運(yùn)用庫侖定律解題的條件．由庫侖定律：F＝k·， 可得Q2＝＝ C＝2.0×10－12 C. 因?yàn)镼1、Q2間的作用力為引力，可見Q2帶負(fù)電． 【答案】　2.0×10－12 C　負(fù)電 12．兩個(gè)帶電小球，質(zhì)量都是1 kg，帶電荷量都為2.0×10－5 C，相隔較遠(yuǎn)，以至于兩球可看成點(diǎn)電荷，試求它們之間的靜電力與萬有引力之比. 【導(dǎo)學(xué)號：18152016】 【解析】　因?yàn)閮汕蚨伎煽闯牲c(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)，所以可直接應(yīng)用庫侖定律和萬有引力定律計(jì)算靜電力和萬有引力． ＝＝＝＝5.4×1010. 【答案】　5.4×1010 4