2022年高二物理 第13單元：達標訓練（1、電荷 庫侖定律）(有解析) 大綱人教版基礎(chǔ)·鞏固·達標1.如圖13-1-3所示,在真空中，把一個絕緣導體向帶負電的球P慢慢靠近.關(guān)于絕緣導體兩端的電荷，下列說法中正確的是（ ）圖13-1-3A.兩端的感應電荷越來越多 B.兩端的感應電荷是同種電荷C.兩端的感應電荷是異種電荷 D.兩端的電荷電荷量相等思路分析：由于導體內(nèi)有大量可自由移動的電子，當帶負電的球P慢慢靠近它時，由于同種電荷相互排斥，導體上靠近P的一端的電子被排斥到遠端，從而顯出正電荷，遠離P的一端帶上了等量的負電荷.導體離P球距離越近，電子被排斥得越多，感應電荷越多.答案：ACD2.兩個半徑為r的帶電球所帶電荷量分別為Q1和Q2，當兩球心相距3r時，相互作用的靜電力大小為（ ）A.F=k B.Fk C.Fk D.無法確定思路分析：因為兩球心距離不比球的半徑大得多，帶電球的形狀和大小不能忽略，所以不能看作點電荷，必須考慮在球上的實際分布.當兩球帶同種電荷時，相互排斥，分布于最遠的兩側(cè)，距離大于3r；當兩球帶異種電荷時，相互吸引，分布于最近的一側(cè)，距離小于3r.由于不知兩球的電性是相同還是相反，球心間距相對于球體本身的大小又不是很大，兩球不能當作點電荷處理，所以無法確定它們之間的靜電力大小，所以選項D正確.答案：D3.兩個點電荷放在真空中保持一定距離，若其中一個點電荷的電荷量增加了，但仍然保持它們之間的相互作用力不變，則另一個電荷的電荷量減少了（ ）A. B. C. D.思路分析：兩個點電荷間的距離不變，其中一個電荷量增加了，則電荷量變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)庫侖定律的數(shù)學表達式F=k可知，若保持相互作用力不變，則應讓另一個電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?，即減少了，所以選項C正確.答案：C4.如圖13-1-4所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài).圖13-1-4(1)如果q2為正電荷，則q1為_電荷，q3為_電荷.（2）q1、q2、q3三者電荷量的大小之比是_:_:_思路分析：（1）若q2為正電荷，對q1而言要讓其平衡，q3必為負電荷，但對q2而言，q1和q3必為同種電荷，所以q1與q3都為負電荷.(2)由庫侖定律和平衡條件知：對q1有：=k，解得=（）2對q3有：k=k，解得：=（）2所以q1q2q3=（）21（）2.答案：（1）負 負 （2）（）2 1 ()25.兩個完全相同的金屬小球，帶電荷量之比為1:7，相距為r，兩球相互接觸后再放回原來位置，則它們的庫侖力可能為原來的（ ）A. B. C. D.思路分析：設(shè)兩小球的電荷量分別為Q和7Q，則在接觸前它們的庫侖力大小為F=k.當兩球帶同種的電荷時，接觸后它們的電荷量要平均分配，各為4Q，庫侖力大小為F=k，此時的庫侖力為原來的倍.當兩球帶異種電性的電荷時，接觸后它們的電荷要先中和，再平均分配其余的電荷量，各為3Q，庫侖力大小為F=k，是原來的倍.答案：CD綜合·應用·創(chuàng)新6.如圖13-1-5所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上.a和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是（ ）圖13-1-5A.F1 B.F2 C.F3 D.F4來思路分析：由庫侖定律知，a對c的靜電力沿ac連線遠離a，b對c的靜電力沿bc連線指向b，且a對c的靜電力小于b對c的靜電力，由平行四邊形定則可知，c受到a和b的靜電力的合力不可能為F1、F3、F4，只可能為F2.故選項B正確.答案：B7.設(shè)星球帶負電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1 000 km的地方，又若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2 000 km地方相對于該星球無初速釋放，則此電子粉塵的運動狀態(tài)將是（ ）A.向星球下落 B.仍在原處懸浮 C.推向太空 D.無法判斷思路分析：分析粉塵的受力情況，可知它受到萬有引力和庫侖力，二力平衡，使粉塵處于懸浮狀態(tài).可以根據(jù)平衡方程看粉塵與星球間距變化后的狀態(tài)變化情況.解答：設(shè)粉塵距星球球心為r，粉塵質(zhì)量為m，星球質(zhì)量為M，粉塵電荷量為q，星球電荷量為Q，則有：G=k由等式可以看出，r再大，等式也仍然成立，所以選項B正確答案：B8.(廣東高考)已經(jīng)證實，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為e，下夸克帶電為-e，e為電子所帶電荷量的大小，如果質(zhì)子是由三個夸克組成的，且各個夸克之間的距離都為l，l=1.5×10-15m，試計算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個夸克之間的靜電力（庫侖力）.解：質(zhì)子帶電為+e，所以它是由兩個上夸克和一個下夸克組成的.按題意，三個夸克必位于等邊三角形的三個頂點處.這時上夸克與上夸克之間的靜電力應為F1=k=k，代入數(shù)值，得F1=46 N，為斥力.上夸克與下夸克之間的靜電力為F2=k=k代入數(shù)值，得F2=23 N，為吸引力.9.(上海高考)“真空中兩個靜止點電荷相距10 cm，它們之間相互作用力大小為9×10-4 N，當它們合在一起時，成為一個帶電荷量為3×10-8 C的點電荷.問原來兩電荷的帶電荷量各為多少？”某同學求解如下：根據(jù)電荷守恒定律：q1+q2=3×10-8 C=a 根據(jù)庫侖定律：q1q2=F=×9×10-4 C2=1×10-15 C2=b以q2=代入式，得q12-aq1+b=0解得q1=(a±)=(3×10-8±) C根號中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運算無誤，試指出求解過程中的問題并給出正確的解答.解：題中僅給出相互作用力的大小.兩點電荷可能同號，也可能異號，題目中僅給出同號電荷的情況，不夠全面.設(shè)兩電荷是異性的，q1、q2皆為絕對值，由電荷守恒知：q1-q2=3×10-8 C=a 根據(jù)庫侖定律知：F=k，則q1q2=F=×9×10-4 C2=1×10-15 C2=b 以q2=代入式得：q12-aq1-b=0 解上式得q1=5×10-8 C，q2=-2×10-8 C.10.有兩個帶電粒子，質(zhì)量均為20 g，一個帶正電q=2.5×10-8 C，另一個帶負電-4q，兩個電荷相距L=0.1 m，保持不變.它們之間的萬有引力不計，兩粒子僅在庫侖力作用下做勻速圓周運動，圓心是它們連線上的中點，則它們做圓周運動的角速度是多少？（靜電力常量為k=9.0×109 N·m2/C2）思路分析：題目敘述的情景比較詳盡，思路比較清晰，能很明顯地發(fā)現(xiàn)這兩個帶電粒子是在做庫侖力作用下的勻速圓周運動.但要注意能準確找出它們做圓周運動的半徑，判斷出它們運動的角速度相同.解：兩個帶電粒子做勻速圓周運動的向心力來源于它們的相互作用的庫侖力.則k=m··2，解得：= rad/s=1.5 rad/s.