教科版高中物理必修第三册课后习题 第1章 静电场 分层作业2 库仑定律.docVIP

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分层作业2库仑定律

A组必备知识基础练

题组一库仑定律的理解和应用

1.下列说法正确的是()

A.带电小球在任何情况下均可视为点电荷

B.对于两个点电荷之间的库仑力而言,电荷量较大的点电荷受到的库仑力更大

C.对于两个点电荷之间的库仑力而言,无论它们电荷量是否相同,它们之间的库仑力总是大小相等

D.保持两个点电荷之间的距离不变,若将它们的电荷量各减为原来的一半,则它们之间的库仑力也减为原来的一半

2.(安徽高二联考)有两个可视为质点的小球A和B,电荷量分别为+2Q和-8Q,固定位置相距为r,其库仑力大小为F,现将其相互接触后分离,且固定位置相距变为3r,则A、B两小球库仑力大小变为 ()

A.116F B.3

C.916F D.1

3.真空中有两个静止的点电荷,相距18cm,其中Q1带正电,电荷量为1.8×10-12C,它们之间的引力F=1.0×10-12N,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,求Q2所带的电荷量及电性。(保留两位有效数字)

题组二静电力的叠加

4.如图所示,三个完全相同的金属带电小球a、b、c固定在等边三角形的三个顶点上。a、b带等量异种电荷,c受到的静电力大小为F,带电小球a、b、c均可视为点电荷,将c移至a、b连线的中点时,c受到的静电力大小为()

A.0 B.4F C.8F D.83

5.如图所示,棱长为a的立方体ABCD-ABCD八个顶点上有八个带电质点,其中顶点A、C上质点电荷量大小分别为q、Q,其他顶点上质点电荷量未知,顶点A上质点仅在静电力作用下处于平衡状态,现将顶点C上质点电荷量变成-Q,则顶点A上质点所受静电力的合力为(不计重力)()

A.kQqa2 B.

C.kQq3

6.已经证实,质子是由上夸克和下夸克两种夸克组成的,上夸克所带电荷量为+23e,下夸克所带电荷量为-1

7.如图所示,△abc处在真空中,边长分别为lab=5cm,lbc=3cm,lca=4cm。三个带电小球固定在a、b、c三点,电荷量分别为qa=6.4×10-12C,qb=-2.7×10-12C,qc=1.6×10-12C。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,求c点小球所受库仑力的大小及方向。

B组关键能力提升练

8.如图所示,真空中A、B两点相距6r,在A、B两点分别固定电荷量均为+Q的点电荷,AB连线的中点为O。质量为m、电荷量为-q的粒子恰好能绕O点做匀速圆周运动,运动的轨迹半径为4r,不计粒子的重力,则粒子做圆周运动的速度大小为()

A.45

C.25

9.如图所示,两个分别用长13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同小球(可看作质点),带有同种等量电荷。由于静电力F的作用,它们之间的距离为10cm。已测得单个小球的质量是0.6g,g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。求它们各自所带的电荷量。

C组核心素养拔高练

10.半径为R的绝缘实心球上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,在距离球心为2R的地方有一电荷量为+q的点电荷。现从实心球中挖去半径为R2

分层作业2库仑定律

1.C带电小球的体积和形状对于研究问题可忽略不计时可看作点电荷,不是在任何情况下均可视为点电荷,A错误;两个点电荷间的库仑力F=kQ1Q2r2为两电荷间的相互作用,跟电荷量的大小无关,总是大小相等,B错误,C正确;根据F=k

2.A两小球未接触时A、B两小球库仑力大小为F=k·2Q·8

3.答案2.0×10-12C负电

解析由库仑定律F=kQ1Q2r2,解得Q2

因为Q1、Q2间的作用力为引力,可见Q2带负电。

4.C设三角形的边长为r,根据题意得F=kq2r2

5.B顶点A上质点仅在静电力作用下处于平衡状态,说明除顶点C上质点以外的其他质点对顶点A上质点的作用力与顶点C上质点对顶点A上质点的作用力等大反向;根据库仑定律可得FCA=kQq3a2

6.D质子所带电荷量为+e,根据电荷守恒定律可知,它是由2个上夸克和1个下夸克组成的,选项A、B错误。按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,设间距为l,则上夸克与上夸克之间的静电力F=k23e

7.答案7.2×10-11N,方向平行于ab连线向右

解析如图所示,由几何关系知,ca⊥bc,△abc为直角三角形。a、b两点的小球对c点的小球的库仑力分别为

Fca=kqaqc

Fbc=kqbqc

由平行四边形定则得F=7.2×10-11N

由几何关系知c点小球所受库仑力方向平行于ab连线向右。

8.B据静电力提供向心力,设粒子运动位置到A连线与AB夹角为θ,则有sinθ=4r(3r)2+

9.答案5.3×10-8C

解析

对右侧