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3 静电力的求解及其作用下的力平衡问题.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

分层作业3静电力的求解及其作用下的力平衡问题

A组必备知识基础练

题组一非点电荷间静电力的求解

1.(多选)(河北沧州高二上联考)半径为r的两个相同金属球,两球心相距为L(L=3r),它们所带电荷量的绝对值均为q,静电力常量为k,则下列关于它们之间相互作用的库仑力F的说法正确的是 ()

A.带同种电荷时,Fkq

B.不论带何种电荷,F=kq

C.带异种电荷时,Fkq

D.以上各项均不正确

2.如图所示,固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,圆环的最高点通过长为L的绝缘细线悬挂质量为m、可视为质点的金属小球,已知圆环所带电荷量均匀分布且与小球所带电荷量相同,均为Q(未知),小球在过圆环圆心的轴线上处于平衡状态,已知静电力常量为k,重力加速度为g,细线对小球的拉力为F(未知),下列关系式正确的是()

A.Q=mgR3

B.Q=mgL3

C.Q=mgR3

D.Q=mgL3

题组二三个共线自由电荷的平衡问题

3.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均视为点电荷),三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则下列说法正确的是()

A.a对b的静电力一定是引力

B.b对c的静电力可能是斥力

C.a的电荷量可能比b的电荷量少

D.若给c施加一个向右的恒力,则三个球能向右运动且互相之间的距离保持不变

题组三静电力作用下的平衡问题

4.一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接,在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N,在图中,小球M能处于静止状态的是()

5.水平面上A、B、C、D为边长为L的正方形的四个顶点,四点固定着四个电荷量均为Q的正点电荷。O点到A、B、C、D的距离均为L。现将一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,如图所示。为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量应为(已知静电力常量为k,重力加速度为g)()

A.mgL2

C.2mgL

6.如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为3l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向的夹角θ=30°,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,重力加速度为g,则 ()

A.A、B间库仑力大小F库=k

B.A、B间库仑力大小F库=3

C.细线拉力大小为k

D.细线拉力大小为3mg

7.(多选)如图所示,光滑绝缘圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是()

A.a、b小球一定带同种电荷

B.a、c小球可能带同种电荷

C.b、a小球电荷量之比为33∶1

D.b、a小球电荷量之比为23∶1

B组关键能力提升练

8.(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m,电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同,间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则()

A.小球A与B之间静电力的大小为k

B.当qd

C.当qd

D.当qd

9.(多选)(四川资阳高二月考)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与小球1连接。三小球1、2、3的质量均为m,电荷量分别为q1、q2和q3,其中q1=q00,q2=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g,三小球可视为点电荷,弹簧始终在弹性限度内,则()

A.q3=47q

B.弹簧伸长量为mgsinα

C.小球1受到的库仑力大小为2mgsinα

D.相邻两小球间距为q03k

10.如图所示,三个不带电的绝缘小球用完全相同的轻质弹簧相连,置于光滑绝缘水平面上。球心连线围住的面积为S。若让小球均带Q1的电荷量,则面积变成4S;若让小球均带Q2的电荷量,则面积变成9S。所以Q1与Q2的关系是()

A.Q1Q

C.Q1Q

11.如图所示,光滑绝缘水平面的同一直线上有三个点电荷都处于静止状态,其中点电荷甲、乙的电荷量及电性分别为+q和-4q,相距L。有关第三个点电荷的电性及电荷量、位置,下列说法正确的是 ()

A.-q,位于甲的左端距甲0.5L处

B.+q,位于乙的右端距乙L处

C.任意电性及电荷量,只要位于甲、乙之间且距